[發(fā)明專利]一種LoRa沖突解碼中消除信號(hào)干擾的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110358280.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN113285737B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉云浩;童率;王繼良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B1/7107
• 分類號(hào): H04B1/7107;H04L27/26
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 肖艷

1.一種LoRa沖突解碼中消除信號(hào)干擾的方法，其特征在于，包括：

采集預(yù)設(shè)窗口內(nèi)的若干沖突信號(hào)；

對(duì)所述若干沖突信號(hào)進(jìn)行振幅非均勻縮放，識(shí)別獲取各信號(hào)段的時(shí)域分布特征；

對(duì)所述時(shí)域分布特征中目標(biāo)波峰對(duì)應(yīng)時(shí)域范圍外的信號(hào)進(jìn)行抑制，消除異步波峰的能量泄漏對(duì)所述目標(biāo)波峰的干擾；

采用協(xié)同最優(yōu)化估計(jì)算法對(duì)所述目標(biāo)波峰進(jìn)行重構(gòu)，得到所述目標(biāo)波峰的最終測(cè)量結(jié)果；

所述對(duì)所述若干沖突信號(hào)進(jìn)行振幅非均勻縮放，識(shí)別獲取各信號(hào)段的時(shí)域分布特征，具體包括：

采用預(yù)設(shè)縮放函數(shù)，對(duì)所述若干沖突信號(hào)的振幅進(jìn)行非均勻縮放，得到多個(gè)沖突信號(hào)段對(duì)應(yīng)的能量特征；

通過LoRa解擴(kuò)頻和傅里葉變換，得到所述多個(gè)沖突信號(hào)段對(duì)應(yīng)的頻域波峰，所述能量特征與所述頻域波峰一一對(duì)應(yīng)；

由所述頻域波峰的縮放比例推導(dǎo)得到所述各信號(hào)段的時(shí)域分布特征。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LoRa沖突解碼中消除信號(hào)干擾的方法，其特征在于，所述時(shí)域分布特征包括每個(gè)信號(hào)段的持續(xù)長(zhǎng)度和在所述預(yù)設(shè)窗口內(nèi)的位置分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LoRa沖突解碼中消除信號(hào)干擾的方法，其特征在于，所述對(duì)所述時(shí)域分布特征中目標(biāo)波峰對(duì)應(yīng)時(shí)域范圍外的信號(hào)進(jìn)行抑制，消除異步波峰的能量泄漏對(duì)所述目標(biāo)波峰的干擾，具體包括：

調(diào)整LoRa解擴(kuò)頻中的down-chirp振幅，得到調(diào)整后的down-chirp振幅；

基于所述調(diào)整后的down-chirp振幅，增強(qiáng)所述目標(biāo)波峰對(duì)應(yīng)時(shí)段的信號(hào)以及減弱所述目標(biāo)波峰對(duì)應(yīng)時(shí)段之外的信號(hào)，得到傅里葉變換結(jié)果對(duì)應(yīng)所述目標(biāo)波峰的信號(hào)段和在時(shí)域上與所述目標(biāo)波峰重疊的干擾信號(hào)段；

提取所述目標(biāo)波峰的信號(hào)段和所述目標(biāo)波峰重疊的干擾信號(hào)段的波峰，構(gòu)成頻域剩余波峰。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LoRa沖突解碼中消除信號(hào)干擾的方法，其特征在于，所述采用協(xié)同最優(yōu)化估計(jì)算法對(duì)所述目標(biāo)波峰進(jìn)行重構(gòu)，得到所述目標(biāo)波峰的最終測(cè)量結(jié)果，具體包括：

獲取所述頻域剩余波峰的頻率信息、高度信息和相位信息；

基于Sa函數(shù)對(duì)所述頻率信息、所述高度信息和所述相位信息進(jìn)行信號(hào)重構(gòu)，得到重構(gòu)信號(hào)；

基于實(shí)際信號(hào)的頻域輸出和所述重構(gòu)信號(hào)進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，得到所述目標(biāo)波峰的最終測(cè)量結(jié)果。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的LoRa沖突解碼中消除信號(hào)干擾的方法，其特征在于，所述采用實(shí)際信號(hào)的頻域輸出和所述Sa重構(gòu)信號(hào)進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，得到所述目標(biāo)波峰的最終測(cè)量結(jié)果，具體包括：

對(duì)所述頻率信息、所述高度信息和所述相位信息進(jìn)行搜索，使所述實(shí)際信號(hào)與所述重構(gòu)信號(hào)之間的能量差異最小；

采用梯度下降方法對(duì)各波峰的重構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化搜索，測(cè)量重構(gòu)目標(biāo)波峰的頻率信息、高度信息和相位信息，作為所述目標(biāo)波峰的最終測(cè)量結(jié)果。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LoRa沖突解碼中消除信號(hào)干擾的方法，其特征在于，所述若干沖突信號(hào)為異步信號(hào)。

7.一種LoRa沖突解碼中消除信號(hào)干擾的系統(tǒng)，其特征在于，包括：

采集模塊，用于采集預(yù)設(shè)窗口內(nèi)的若干沖突信號(hào)；

提取模塊，用于對(duì)所述若干沖突信號(hào)進(jìn)行振幅非均勻縮放，識(shí)別獲取各信號(hào)段的時(shí)域分布特征；

消除模塊，用于對(duì)所述時(shí)域分布特征中目標(biāo)波峰對(duì)應(yīng)時(shí)域范圍外的信號(hào)進(jìn)行抑制，消除異步波峰的能量泄漏對(duì)所述目標(biāo)波峰的干擾；

重構(gòu)模塊，用于采用協(xié)同最優(yōu)化估計(jì)算法對(duì)所述目標(biāo)波峰進(jìn)行重構(gòu)，得到所述目標(biāo)波峰的最終測(cè)量結(jié)果；

所述提取模塊具體用于：

采用預(yù)設(shè)縮放函數(shù)，對(duì)所述若干沖突信號(hào)的振幅進(jìn)行非均勻縮放，得到多個(gè)沖突信號(hào)段對(duì)應(yīng)的能量特征；

通過LoRa解擴(kuò)頻和傅里葉變換，得到所述多個(gè)沖突信號(hào)段對(duì)應(yīng)的頻域波峰，所述能量特征與所述頻域波峰一一對(duì)應(yīng)；

由所述頻域波峰的縮放比例推導(dǎo)得到所述各信號(hào)段的時(shí)域分布特征。