[发明专利]一种处理宽频信号的系统及方法

说明书

本发明揭露一种处理宽频信号的系统及方法，其透过将数位讯号透过啁啾讯号产生器以非线性频率函数进行运算以产生啁啾序列及调变讯号，与先前技术所使用的一次方的线性函数相比较，非线性频率函数具有能够提高信号的复杂程度，因此能增加该啁啾序列重复时间区段的利用率；另外，又透过过滤器对调变讯号进行微分，以判断调变讯号的真假，本发明藉由过滤器以判断讯号的真假，因此能增加后续讯号还原后的讯号正确性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种处理宽频信号的系统及方法，用以增加宽频载波容量与辨识性。

背景技术

一种通讯技术LoRa(长距离)是由Semtech公司开发的一种技术，典型工作频率在美国是915MHz，在欧洲是868MHz，在亚洲是433MHz。LoRa的物理层(PHY)使用了一种独特形式的带有前向纠错(FEC，forward error correction)的调频啁啾扩频(CSS，Chirp SpreadSpectrum)技术。这种扩频调制允许多个无线电设备使用相同的频段，只要每台设备采用不同的啁啾和数据速率就可以了。其典型范围是2km至5km，最长距离可达15km，具体取决于所处的位置和天线特性。

其中所谓的调频啁啾扩频技术，以连续重复地于发射的射频脉冲信号可以称为啁啾序列单元，将啁啾序列单元与数位序列结合构成射频脉冲信号，其中该啁啾序列单元表示在一个在一周期内，其载频的频率作线性变化，又称为线性调频。因为其频率在较宽的频带内变化，信号的频带也被展宽了。并且线性调频啁啾扩频技术被IEEE802.15.4a标准所采纳，成为一种应用于无线通信的技术。

前述无线通信的技术，对于讯号结构产生方式简言之，即是将续递增频率讯号以周期波段脉冲，将讯号传送出去，分析每个重复的啁啾序列单元区间内的频率是连续的递增频率所构成的，一般为频率相对于时间t’的一次方的线性递增函数f’(t’)。如 f’(t’)=a’t’+c’，其中f’(t’)表示在时间轴的时间点t’的频率，a’为该线性函数的斜率或系数，c’为常数。

其讯号传递机制可以如下，用以类比转数位转换器(ADC，Digital to analogconverter)将准备传输的类比资料转换为二进制资料序列的位元资料例如为(1,0,1,0,0,1)的单元序列，接下来将位元资料(1,0,1,0,0,1)的单元序列与固定序列的啁啾(chirp)序列产生器产生固定时间区间的连续递增频率的啁啾序列单元结合，再经过一乘法器multiplier结合产生连续啁啾序列单元组合的调变讯号；之后，接者以数位转类比转换器(DAC，Digital to analog converter)将前述调变讯号转换为类比讯号进行传输；接收端接受前述传递的类比讯号后再进行类比转数位转换器转换回为调变讯号，再将传输的调变讯号与前述的chirp序列进行解调还原为原先的位元资料(1,0,1,0,0,1)的单元序列，之后再以数位转类比转换器将资料还原。

前述的啁啾序列产生器，受限于须配合位元二进制资料的序列，每个重复区间的啁啾序列单元仅限传递增频率或递减频率或以上频率变化的简单组合，再以乘法器结合以产生该调变讯号，以利该调变讯号仅能进行0与1资料的传递。

随着通讯设备的硬件技术发达，前述习用的通讯协议已不敷市场需求，若可以加以改良为搭载复杂资料，便能符合目前市场对于宽频高资料传递量的需求。由于啁啾序列产生可以有低功率、高带宽的特性，讯号干扰影响低的特性，不过因为对于带宽需求日渐提高，且相关通讯技术提升，啁啾序列产生的复杂度如果可以再提升，使得有限带宽内的每个重复时间区段可以更缩短，而频率变化辨识可以增加，并增加讯号传递的正确率。缘是，本发明人依据多年来从事此方面的相关经验，悉心观察且研究，并配合学理的运用，而提出一种设计合理且有效的本发明。

发明内容

有鉴于上述习知技艺的问题，本发明的目的就是在提供一种处理宽频信号的系统及方法，能够提高信号的复杂程度，增加带宽容量与辨识性。