[发明专利]高吞吐数据传输方法、系统、装置、芯片及介质

说明书

高吞吐数据传输方法、系统、装置、芯片及介质，S1通过数据的单位尺寸获得起始频率，生成线性扩频信号并发送；S2对接收到的线性扩频信号进行同步后分割，得到若干对应各单位尺寸的符号；S3将符号对照数据集，获得对应的起始频率；S4将起始频率还原为S1中初始时的数据。本发明通过发射端将字节转换为初始频率，单个调制符号不占满整个带宽；接收端采用机器学习进行信号分类、解调，实现了远距离线性扩频信号的高吞吐通信。

技术领域

本发明涉及物联网通信领域，具体地说是一种高吞吐数据传输方法、系统、装置、芯片及介质。

背景技术

线性扩频调制，是指信号频率随时间线性变化的一种调制技术。其调制的每一个符号是频率线性增大的正弦(sin)波，因此具有较强的抗干扰能力和通信距离；常见的线性扩频信号例如低轨卫星信号和LoRa信号。然而线性扩频调制信号一直存在吞吐过低的情况。例如目前的LoRa技术的吞吐最高仅为27kbps，其以数据传输速率为代价换取了通信距离远，功耗低；同时通过对实际应用情况的分析，LoRa网络的通信吞吐、距离通常小于理论预期，只适用于低速率下的远距离、通信频次低、实时性要求不高的场合。

随着万物互联时代的到来，工业物联网设备的广泛部署成为发展的必然趋势。相比于通信距离较短且价格昂贵的5G等方案，需要一种既满足远距离又满足高吞吐的通信方案来作为智能工业物联网的发展注入新的发展动力。尤其在吞吐提升方面，现有部分工作可基于LoRa系统通过大规模并发，实现整体网络的提升。以及通过反向散射方法带来额外的吞吐收益。

发明内容

本发明为提高线形扩频信号的吞吐，旨在提供一种高吞吐数据传输方法、系统、装置、芯片及介质。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案包括：

S1，通过数据的单位尺寸获得起始频率，生成线性扩频信号并发送；

S2，对接收到的线性扩频信号进行同步后分割，得到若干对应各单位尺寸的符号；

S3，将符号对照数据集，获得对应的起始频率；

S4，将起始频率还原为S1中初始时的数据。

进一步地，S1中，将数据的每个字节换算成高进制数，除以256后乘以带宽，得到起始频率。

进一步地，所述高进制数为十进制。

进一步地，S1中编码优选汉明编码，ASE加密，白化编码，以及起始频率编码。

进一步地，S1中，将线性扩频信号添加包头和同步符号，以组成用于传输的数据包。

进一步地，S1中，线形扩频信号的表达式为：

k为线形扩频信号的频率变化速率，单位为Hz/s；F₀为起始频率，单位为Hz；t为时间，单位为s；j为虚数信号。

进一步地，S2中，信号同步，即对同步符号进行相关度计算，若相关度大于特定阈值则表示信号同步完成；剩余部分为传输的数据。

进一步地，S2中按照符号的时间长度分割信号，得到发送的所有字节数据对应的符号。

进一步地，S2中还使用带通滤波器进行滤波；高频滤波采用IIR低通滤波器进行。

进一步地，S3中使用机器学习模型进行分类训练，以识别接收到的符号和实际发送起始频率之间的对应关系。

进一步地，S3中数据集为单位尺寸/字节在实际环境中不同干扰、噪声和距离下的线形扩频信号，即数据集中的所有类型的线性扩频信号可以来自不同干扰、噪声和距离。