[發(fā)明專利]長(zhǎng)距離廣域信道檢測(cè)方法、系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)、物聯(lián)網(wǎng)終端

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010280963.7
• 申請(qǐng)日: 2020-04-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111586706B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易運(yùn)暉;趙海浪;陳南;何先燈;朱暢華;權(quán)東曉;趙楠;李力
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W24/00
• 分類號(hào): H04W24/00;H04B17/309
• 代理公司: 西安長(zhǎng)和專利代理有限公司 61227
• 代理人: 肖志娟

本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種長(zhǎng)距離廣域信道檢測(cè)方法、系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)、物聯(lián)網(wǎng)終端，建立包含多個(gè)節(jié)點(diǎn)的分布式網(wǎng)絡(luò)；鄰居節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行通信，在無(wú)信號(hào)時(shí)，執(zhí)行基于總體最小二乘分布式擴(kuò)散的能量檢測(cè)算法，確定檢測(cè)的門限；多節(jié)點(diǎn)進(jìn)行掃描，某節(jié)點(diǎn)本地判決為L(zhǎng)oRa信號(hào)出現(xiàn)時(shí)，共享初步檢測(cè)信息；多節(jié)點(diǎn)執(zhí)行基于總體最小二乘分布式擴(kuò)散的能量檢測(cè)算法，實(shí)現(xiàn)分布式協(xié)作檢測(cè)，最后對(duì)LoRa信號(hào)進(jìn)行判決。本發(fā)明對(duì)不同頻段內(nèi)的LoRa信道進(jìn)行掃描，分布式網(wǎng)絡(luò)中某一節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到LoRa信號(hào)后，與鄰居節(jié)點(diǎn)共享初步檢測(cè)信息，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)共同檢測(cè)某一確定頻段，實(shí)現(xiàn)基于總體最小二乘分布式擴(kuò)散的能量檢測(cè)算法，提高了檢測(cè)概率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種長(zhǎng)距離廣域信道檢測(cè)方法、系統(tǒng)、存儲(chǔ)介質(zhì)、物聯(lián)網(wǎng)終端。

背景技術(shù)

目前，無(wú)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量在以前所未有的數(shù)量進(jìn)行增加，預(yù)計(jì)到2030年將有大約5000億設(shè)備連接到互聯(lián)網(wǎng)。這些設(shè)備的連接大多會(huì)涉及到遠(yuǎn)程物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，非常流行的低功率廣域網(wǎng)LPWAN技術(shù)越來(lái)越廣泛的被使用，長(zhǎng)距離廣域LoRa(Long-Range)技術(shù)就是其中一種，它是一種新興的物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，因其傳輸距離遠(yuǎn)，工作功耗低等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在工廠、廠礦、農(nóng)場(chǎng)等場(chǎng)所。由于LoRa設(shè)備在相似的頻帶中運(yùn)行，所以設(shè)備之間信號(hào)傳輸時(shí)，有可能會(huì)出現(xiàn)干擾等情況，會(huì)增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩G包率，所以需要對(duì)其運(yùn)行的信道進(jìn)行檢測(cè)和管理，從而提高信道和頻譜的利用率。人們根據(jù)LoRa芯片具有信道檢測(cè)功能的特性，利用MCU(微控制單元)驅(qū)動(dòng)LoRa芯片對(duì)某些頻點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。LoRa信號(hào)作為一種無(wú)線信號(hào)，還可以利用帶有融合中心的多節(jié)點(diǎn)能量檢測(cè)方案的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)，帶有融合中心的檢測(cè)方法主要依賴融合中心進(jìn)行處理，網(wǎng)絡(luò)抗故障能力較弱，傳統(tǒng)的loRa信號(hào)的頻點(diǎn)監(jiān)測(cè)與帶融合中心的能量檢測(cè)系統(tǒng)及方法的應(yīng)用受到了一定限制。

現(xiàn)有技術(shù)一中公開(kāi)了一種LoRa信號(hào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及方法。該測(cè)試系統(tǒng)主要提出利用軟件無(wú)線電平臺(tái)搭建LoRa信號(hào)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)，然后構(gòu)建帶有融合中心的多節(jié)點(diǎn)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)LoRa信號(hào)的檢測(cè)。該檢測(cè)方法存在的不足之處是：該檢測(cè)方法采用帶有融合中心的檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)模型，節(jié)點(diǎn)與融合中心進(jìn)行通信，融合中心收集節(jié)點(diǎn)信息從而實(shí)現(xiàn)LoRa信號(hào)的檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)，高度依賴融合中心進(jìn)行結(jié)果的判決等運(yùn)算，融合中心故障會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的檢測(cè)性能下降。

現(xiàn)有技術(shù)二中公開(kāi)了一種Lora無(wú)線技術(shù)檢測(cè)方法。該方法的步驟是，采用CAD信道檢測(cè)方法來(lái)檢測(cè)當(dāng)前擴(kuò)頻因子下是否有LoRa數(shù)據(jù)幀，通過(guò)在不同擴(kuò)頻因子下前導(dǎo)碼快速檢測(cè)及切換，實(shí)現(xiàn)不同符號(hào)速率的LoRa數(shù)據(jù)的接收，使用的是輪詢的方法對(duì)信道進(jìn)行CAD檢測(cè)。該方法存在的不足之處是：由于該方法采用CAD檢測(cè)方法進(jìn)行信道檢測(cè)，所以必須直到所檢測(cè)的信道頻率等先驗(yàn)信息，導(dǎo)致該方法只能檢測(cè)已知多頻點(diǎn)信息的多個(gè)定頻點(diǎn)上有無(wú)LoRa信號(hào)，對(duì)未知頻點(diǎn)信息的LoRa信號(hào)無(wú)法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。

通過(guò)上述分析，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題及缺陷為：傳統(tǒng)的loRa信號(hào)的頻點(diǎn)監(jiān)測(cè)與帶融合中心的能量檢測(cè)高度依賴融合中心，故障率高，檢測(cè)性能下降；需要先驗(yàn)知識(shí)，只能檢測(cè)已知多頻點(diǎn)信息的多個(gè)定頻點(diǎn)上有無(wú)LoRa信號(hào)，對(duì)未知頻點(diǎn)信息的LoRa信號(hào)無(wú)法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。

解決以上問(wèn)題及缺陷的難度為：對(duì)于中心式方案，需要保持通信鏈路的故障率低以及融合中心無(wú)故障，不能充分利用節(jié)點(diǎn)的計(jì)算資源；中心式方案需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)與融合中心進(jìn)行通信，需要較大的數(shù)據(jù)通信量，節(jié)點(diǎn)和融合中心的能量功耗較大，且要考慮節(jié)點(diǎn)與融合中心的通信時(shí)避免通信碰撞等問(wèn)題，另外，做到所有節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步，也較為復(fù)雜。采用CAD檢測(cè)，檢測(cè)準(zhǔn)確率和誤警率無(wú)法同時(shí)保證，并且檢測(cè)范圍很難提高。采用CAD方法對(duì)LoRa信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)需要循環(huán)掃描待檢測(cè)信道，LoRa信號(hào)的傳輸參數(shù)組合比例較多，因此循環(huán)掃描的信道可能會(huì)較多，檢測(cè)效率會(huì)大大降低；如果采用單LoRa芯片CAD檢測(cè)，循環(huán)檢測(cè)速度較慢，如果采用多LoRa芯片CAD同時(shí)檢測(cè)，成本往往會(huì)較高。