[发明专利]无线通信方法

说明书

本发明涉及无线通信方法。一种基于具有后面是由CSS或由UNB调制在较窄的带宽处调制的数据体的CSS调制的前导的帧、通过多个基站的在多个端点之间的无线通信方法。系统允许避免或减轻在分组之间的冲突并且增加网络容量，这维持了CSS调制的固有检测的简单性。

技术领域

本发明针对用于在无线网络中由多个基站控制多个端点的方法和帧，特别是但非排他地在网络系统的吞吐量是限制因素并且网络采用合成的啁啾（chirp）调制方案时。

背景技术

在多种系统中使用数字无线数据传输，所述系统在数据速率、传输范围和功率消耗方面皆呈现极大的可变性。使用频谱调制技术来改进对无线电通信中噪声和干扰的免疫性，各种Bluetooth®协议是这样的技术的示例。这些调制方案使用跳频扩频并且实现低消耗和优良的带宽，但是它们的范围被限制为几米。

直接序列扩频技术也是已知的并且可以达到非常高水平的编码增益。在某些情况下，像在GPS系统中，已经显示出在远距离上的优秀的噪声免疫性。然而这些技术的限制是接收机的相当高的复杂度、对于弱信号而言可以非常长的获取时间以及它们的功耗。

欧洲专利申请EP2449690描述了使用数字合成啁啾符号作为调制的通信系统和合适的基于FFT的接收机。

已知在各种射频电路中的啁啾产生，例如US6549562描述了用于生成调制的啁啾信号的方法，而EP0952713示出了基于啁啾信号的同步过程。除其他之外，US6940893和US6614853通过经过波散滤波器传递脉冲信号来描述啁啾信号的生成和使用以及基于此的通信方案。

在本领域中已知的其他参考描述了使用数字合成啁啾符号作为调制的通信系统和合适的基于FFT的接收机。除其他之外，欧洲专利申请EP2763321描述了一个这样的调制方法，其中信号的相位基本上邻接，并且以这样的方式将啁啾嵌入到数据帧中以便允许在发射机和接收机节点之间的同步以及确定它们之间的传播范围。该调制方案被用在Semtech公司的远程LoRa^TMRF技术中，并且其将在该文档的下文中被简称为‘LoRa’。

上文提及的啁啾扩频（也是下文中的CSS）通信系统在大量的端节点的网络的部署中特别有用，其利用低功率并且在长距离上传输有限量的数据。然而，当在网络中的节点的数量增加时，通信可以受到最大可用网络容量的限制。因此存在关于基于啁啾扩频调制对无线网络的聚合的容量的改进的可能性和需要。

CSS网络和其他联网系统可以实施不同的策略以避免冲突或者至少减少它们的可能性，并且因此更好地利用可用容量。已知例如使用载波感测或者‘发送前监听’协议来获得该益处。然而这些系统不可以超过网络的理论容量并且与直随机访问（straigh randomaccess）（也被称为ALOHA）相比总是在功耗和电池寿命方面施加成本。

已知被共同指定为窄带或超窄带（UNB）调制的其他调制技术，其通过多个非常低的带宽信道传输数据。这些系统可以实现长传输距离，并且承诺交付优秀的谱效率。CDMA是使得非常高效地使用可用频谱的另一种已知的调制。然而，这两种技术需要相当大的处理能力和高质量的基准（温度补偿的）振荡器，这限制了在低功率、低成本应用中的它们的有用性。在某些应用中，在上行链路中窄带或超窄带传输供标准的振荡器使用。然而，在这样的情况下，本地振荡器的随机频率漂移改变频率，使得信道边界不能被精确地定义、冲突概率增加并且消极地影响网络容量。

因此，本发明的目的是提出能够改进现有啁啾扩频网络的谱效率的装置和方法。

发明内容

如将在以下描述中证明的那样，已经设想和开发本发明，目的在于向上述客观技术需求提供技术方案。