高斯信道下针对LoRa调制的信噪比估计改进算法

信噪比是LoRa自适应网络中实现发射参数准确自适应调节的重要标准,为了增加LoRa调制下信噪比估计的准确性和稳定性,在基于谱分析的信噪比估计算法的基础上,根据LoRa调制解调的特点,提出了一种针对LoRa调制的信噪比估计改进算法。在高斯信道下,利用LoRa解调频谱峰值代表接收信号、其他谱线与噪声具有相关性的特点,定义了信噪比估计参数r,并通过实验确定了不同SF值时信噪比估计参数r与信噪比之间的经验公式,从而准确估计信噪比。仿真结果表明,在最好的情况下改进算法能够准确估计的信噪比提高了-5 dB,以2 dB为标准改进算法的均方根误差能够达到时的信噪比提升了-14 dB,因此与基于谱分析的信噪比估计算法相比,改进算法具有更高的准确性和稳定性。     

基于MCU的无源Wi-Fi散射通信方法

与有源Wi-Fi相比,Wi-Fi散射通信具有功耗低、成本低的优势.但目前大多数研究都存在现场可编程门阵列（FPGA）功耗大和专用集成电路（IC）制作成本高的问题.为此该文提出一种基于微控制器（MCU）的无源Wi-Fi散射通信方法,用低主频MCU生成了纳秒级时序精度的Wi-Fi散射调制波形,并进行了低功耗设计和优化,开展了基于能量收集的MCU电源管理和无源系统设计,并首次展示了基于室内弱光能量收集的无源Wi-Fi原型样机.测试表明,通信瞬时功耗1.8mW,比有源器件降低了2~3个数量级.系统待机功耗2.5μW,有效通信距离15m,兼容现有的商用Wi-Fi设备,且成本低,无需电池.     

基于直接数字频率合成的远距离散射通信方法

远距离(LoRa)散射通信(BC)不仅成本低、功耗低,而且通信距离远。但现存散射方案的系统组成复杂,且无法应用于实际工程。为此该文提出一种新的LoRa散射通信方法,采用直接数字频率合成(DDS)技术产生频率线性变化的方波作为LoRa散射调制信号,并据此首次展示了基于MCU的LoRa散射通信系统原型样机。实验结果表明,该方法能够在相距208 m的基站和接收端之间的任意位置实现低功耗LoRa散射通信,且兼容现有的商用LoRa射频芯片组。此外,该方法还适用于专用集成电路(ASIC)设计,可使LoRa散射IC有更高的鲁棒性、更低的成本和功耗。     

一种可编程宽带放大器的设计

以AT89S51单片机和FPGA为控制核心。利用可编程增益放大器THS7001和可变增益放大器AD603,设计一种可编程精密宽带放大器。测试结果表明：该可编程宽带放大器的增益范围为-6～70dB,通频带为40H加15MHz,低噪声,并具有自动增益控制功能,动态范围达60dB。     

基于FPGA的全数字高速跳频信号发生器设计

为了提高跳频信号的频率,改善频率分量的杂散,提出了一种基于FPGA的全数字高速跳频频率合成器的设计方法。基于数字控制振荡器技术(NCO)和并行架构的思路确定8路并行NCO;借助低电压差分信号(LVDS)技术,将各路NCO输出的全数字低速信号串行化为高速信号。实验结果表明,采用全数字设计方法,跳频信号的采样率可达到单路时钟的8倍;跳频带宽在300~550 MHz之间时,跳频频率杂波抑制优于60 dB。     

一种可编程宽带放大器的设计

以AT89S51单片机和FPGA为控制核心,利用可编程增益放大器THS7001和可变增益放大器AD603,设计一种可编程精密宽带放大器.测试结果表明:该可编程宽带放大器的增益范围为-6～70 dB.通频带为40 Hz-15 MHz.低噪声,并具有自动增益控制功能,动态范围达60 dB.     

基于电磁能量收集的无源WiFi物联网散射通信

为解决传统的物联网(IoT)通信设备功耗大、需要人工定期维护、频繁更换电池等问题，该文提出一种基于电磁波能量收集的无源WiFi物联网散射通信方法。该方法基于低功耗微处理器实现WiFi反向散射通信，同时利用自身收集的电磁波能量实现系统自供电，具有功耗低、无需电池、体积小、成本低、免人工维护、容易大量部署等诸多优势，可广泛用于物联网领域。     

一种面向物联网的轻量级增强型长距离物理层设计方法

为了提高LoRa在衰落信道下的误码率性能,该文设计了一种轻量级的增强型长距离(EnLoRa)物理层。首先,采用循环码移位键控(CCSK)作为纠错码,级联对角矩阵交织和啁啾扩频(CSS)调制技术,构造了一种新的比特交织编码调制(BICM)结构。然后,基于该结构,提出了一种基于比特对数似然比信息的软CSS解调和软译码算法,并将译码输出后的外信息作为先验信息反馈至解调模块,进行迭代译码。仿真结果表明,与相同码率的LoRa系统对比,EnLoRa系统在高斯信道下的编码增益提高了0.8 dB,在瑞利信道下的编码增益提高了7 dB。在此基础之上,通过多次迭代译码,还可以获得最大2.5 dB的额外收益。时间复杂度增加不到10%,空间复杂度增幅可忽略不计。该方法可望进一步降低物联网节点的功耗,在室内、市区和工业等复杂多径场景具有较大的应用价值。     

一种新的衰落信道自适应Turbo码调制方法

针对衰落信道下频谱资源利用率较低的问题,提出了一种自适应T urbo码调制方法。该方法在一定平均辐射功率和通信误码率的约束下,以优化平均频谱效率为目标,将衰落信道划分为 N个相邻的衰落区域,并利用拉格朗日函数法求得了最优的衰落区域边界值。仿真结果表明：与同等复杂度的自适应网格编码调制方案相比,本文方法的平均频谱效率获得了将近2～3 dB的性能增益,与香农极限仅相差3 dB ;与非最优4衰落区域相比,最优4衰落区域有将近1 dB的性能增益。本文方法可显著提高无线通信系统的平均频谱效率。     

数字幅频均衡功率放大器设计

<正>一、方案的选择数字幅频均衡功率放大器设计,其难点主要有两个,即数字幅频均衡与功率放大。采用何种方案以及方案的优劣直接决定了能够达到指标的高低和实现起来的难易程度,下面我们就两者方案选择进