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专利号: 2022101698725
申请人: 广东工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于MIMO的非相干LoRa通信系统,其特征在于,包括发射机和接收机,所述发射机发送信号至接收机,所述接收机对接收的信号进行解调,其中:所述发射机包括比特/符号转换器、空时映射器和多个发射天线,所述比特/符号转换器将比特流转换为调制信号xm,所述空时映射器在每个发射时隙中为所发射的信号选择所使用的发射天线,将基础Chirp信号x0和调制信号xm在不同时隙中发送至接收机中;

所述接收机包括多个接收天线,每个接收天线对发射机发送来的信号进行预处理,得到第一缓存矩阵和第二缓存矩阵,对第一缓存矩阵和第二缓存矩阵进行哈达玛乘积运算后,将所有接收天线的运算结果累加后进行解调操作,输出解调的信息比特;

比特流被导入到比特/符号转换器,比特会被转换成十进制符号,LoRa的扩频因子被定义为SF,扩频因子决定了比特流被分割成的符号大小,一个LoRa符号包含了SF个比特;可调SF制的符号个数也由扩频因子SF决定,一共可调制2 个符号;

所述基础Chirp信号x0为:

所述调制信号xm为:

所述空时映射器在每个发射时隙中为所发射的信号选择所使用的发射天线,将基础Chirp信号x0和调制信号xm在不同时隙中发送至接收机中,具体为:在第1和第N个时隙中,分别使用第1到第N个发射天线发送基础Chirp信号x0,在第N+1到第2N个时隙中,分别使用第一到第N个发射天线发送调制信号xm,N为发射天线个数;

所述接收天线对发射机发送来的信号进行预处理,得到第一缓存矩阵和第二缓存矩阵,具体为:SF SF SF

将第(M‑1)·2 +1到第M·2 个采样点存入第一缓存矩阵BM,1;将第(2M‑1)·2 +1到第SF

2M·2 采样点存入第二缓存矩阵BM,2,其中,M为接收天线个数;

SF

所述接收机还包括傅里叶变换器,所述傅里叶变换器为2 ‑点的傅里叶变换器,所述所有接收天线的运算结果累加后的结果送入所述傅里叶变换器中进行傅里叶变换;

SF

对解调频信号进行2 点的离散傅里叶变换后可得到离散傅里叶变换结果SF

其中包含了2 个数值;

对所述傅里叶变换器进行傅里叶变换后的结果去实部,然后将选取数值结果中最大值的索引值所述接收机还包括符号/比特转换器,所述符号/比特转换器的输入为所述选取的索引值,所述符号/比特转换器的输出为解调的信息比特。

2.根据权利要求1所述的基于MIMO的非相干LoRa通信系统,其特征在于,所述发射机的工作流程为:令SF个比特经过所述比特/符号转换器后得到的符号表示为sm,将基础Chirp信号x0通过sm的大小进行时间循环移位,即可得到调制信号xm;

所述基础Chirp信号x0和调制信号xm送入所述空时映射器中,所述空时映射器为所发射的信号选择所使用的发射天线,信号通过选择的发射天线将信号发送至接收机。

3.根据权利要求2所述的基于MIMO的非相干LoRa通信系统,其特征在于,所述发射机还包括射频链路,所述空时映射器通过所述射频链路与所述发射天线连接。

4.根据权利要求3所述的基于MIMO的非相干LoRa通信系统,其特征在于,所述发射机还包括单刀多掷开关,所述射频链路通过所述单刀多掷开关与所述多个发射天线连接。