[发明专利]检测IEEE802.15.4 2.4G信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测当前信号中是否存在符合IEEE 802.15.4 2.4G标准信号的方法，属于无线局域网传输技术领域。

背景技术

ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。ZigBee的基础是IEEE 802．15．4，这是IEEE无线个人局域网(Personal Area Network，PAN)工作组的一项标准，被称作IEEE 802．15．4(ZigBee)技术标准。ZigBee联盟在制定ZigBee标准时，采用了IEEE802．15．4作为其物理层和媒体接入层规范。在其基础之上，ZigBee联盟制定了数据链路层（DLL）、网络层（NWK）和应用编程接口（APl）规范，并负责高层应用、测试和市场推广等方面的工作。ZigBee技术将主要嵌入在消费性电子设备、家庭和建筑物自动化设备、工业控制装置、电脑外设、医用传感器、玩具和游戏机等设备中，支持小范围的基于无线通信的控制和自动化等领域中的应用，同时还支持地理定位功能。ZigBee具有很广阔的应用前景。

ZigBee的器件的低复杂度、低功耗、低成本特点无疑是其能够广泛应用的优势之一，但是其低数据速率双向通信的特性又成为了他在可以预见的得到的未来的应用中的一个制约其发展的关键因素，IEEE组织也意识到了这一点，并在其后的补充版本的规范中陆续增加了提高数据率的调制方式（如IEEE 802.15.4a-2007 中的2450MHz chirp spread spectrum PHY）作为可选择的补充，但是新增的调制方式与之前广泛使用的调制技术存在很大差异，因此无法做到有效的兼容之前的标准，这就带来了复杂度和成本的急剧提高和功耗的响应增大从而牺牲其原有的优势。如何能够提高其频谱利用率同时维持现有复杂度的成本成为业界目前的一个备受关注的通信领域绿色科技热点。

ZigBee物理层发送/接收，在IEEE 802.15.4-2006的物理层规范中，half sine O-QPSK和16-ary Orthogonal DSSS的组合成为在868/915/2450MHz上都使用的调制方式。根据使用的DSSS扩频序列的长度和码片速率的不同分别支持100kb/s和250kb/s的数据速率。以2450MHz物理层规范为例，IEEE 802.15.4-2006对其调制方式做了如下的规定： 2450MHz物理层调制和扩频可以分为如下几个步骤：1）比特到符号映射（Bit-to-symbol mapping），将上一层需要传输的数据按照每4个比特一组映射为一个符号；2）符号到码片映射 （Symbol-to-chip mapping），将16个可能的符号映射为16个长度为32bit的码片序列；3）Q-QPSK调制（O-QPSK modulation），将每个码片序列对应下图映射到I-phase和Q-phase两个正交的坐标上，每一对I/Q值对应一个码片的星座点，Tc为码片周期；4）Half-sine 成型，half sine O-QPSK和16-ary Orthogonal DSSS之所以在ZigBee中能成为一种主导的调制技术是因为其本身的特点适用于ZigBee的应用环境。可以看出Half sine O-QPSK的信号在复平面上其轨迹严格落在在单位圆上，这说明其时域信号包络为恒定的。这个特性是由于O-QPSK信号的I和Q分量不会同时穿过零点，这对于射频功放的功率利用率帮助，同时也降低了对射频器件的线性度的要求，等效于降低了实现复杂度。使得ZiBee使用简单低成本低功耗的设计成为了可能。16-ary Orthogonal DSSS的应用带来了9dB以上的信噪比性能增益，对于降低信道中噪声和各种干扰的影响以及信道中的多径传播影响以及提高接收灵敏度都有积极的作用。

为了提高通信的有效性IEEE 802.15.4 2.4G通信标准引入了scma机制来避免多个设备在公用信道是有可能产生的碰撞，该机制对于物理层的要求主要在于如何快速有效的判断当前的信道中是否存在别的IEEE 802.15.4 2.4G通信标准信号。如果能改进这个判别方法则对提高系统通信有效性和降低平均功耗有积极的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种快速准确判断当前信号中是否存在IEEE 802.15.4 2.4G通信标准信号的方法 。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

检测IEEE802.15.4 2.4G信号的方法，包括以下步骤：