適用于低功耗廣覆蓋網(wǎng)絡(luò)下的同步方案設(shè)計(jì).pdf

1、低功耗廣覆蓋(LPWA: Low Power Wide Area)網(wǎng)絡(luò)目前是物聯(lián)網(wǎng)(M2M:Machine To Machine)研究的一大熱點(diǎn)。LPWA網(wǎng)絡(luò)隸屬于無線個(gè)域網(wǎng)(WPAN:Wireless Personal Area Network)，具有低功耗、低成本、低速率、廣覆蓋等特點(diǎn)，將廣泛應(yīng)用于石油天然氣管道監(jiān)控、水泄漏檢測(cè)及交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)。目前對(duì)于這方面的研究，主要以IEEE TG4工作組提出的低功耗關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)控(LECI

2、M:Low Energy, Critical Infrastructure Monitoring)網(wǎng)絡(luò)為代表。LECIM網(wǎng)絡(luò)物理層(PHY: Physical Layer)和媒體控制訪問層(MAC: Media Access Control Layer)的相關(guān)技術(shù)規(guī)范在IEEE802.15.4k標(biāo)準(zhǔn)中進(jìn)行了詳細(xì)介紹，其中物理層采用直接序列擴(kuò)頻通信(DSSS: Direct Sequence Spreading Spectrum)技術(shù)以滿

3、足低接收靈敏度及廣覆蓋的需求。
　　同步是無線通信系統(tǒng)接收端能否正確獲取數(shù)據(jù)的關(guān)鍵，其中載波同步是同步的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。頻偏估計(jì)算法中適用于突發(fā)式通信的常用估計(jì)算法有差分Kay算法，相關(guān)算法中的Fits算法和L&R等算法。在低信噪比環(huán)境下，Kay算法性能難以得到保證，而Fits算法和L&R算法運(yùn)算復(fù)雜且性能一般，都不大適合LECIM網(wǎng)絡(luò)的同步方案實(shí)現(xiàn)，因此如何設(shè)計(jì)LECIM系統(tǒng)同步方案具有很大的研究?jī)r(jià)值。
　　本文首先深入研究

4、LECIM網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)及IEEE802.15.4k協(xié)議，分析得出了同步方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。隨后重點(diǎn)介紹了現(xiàn)有頻偏估計(jì)算法的基本原理及性能，并對(duì)比分析了各算法的優(yōu)缺點(diǎn)?？紤]快速傅立葉變換(FFT: Fast FourierTransform)頻偏估計(jì)算法相對(duì)于其他突發(fā)式通信系統(tǒng)的頻偏估計(jì)算法具有適合工作在低信噪比且復(fù)雜度低的優(yōu)點(diǎn)，為了滿足協(xié)議中規(guī)定的低接收靈敏度和廣覆蓋的要求，本文提出了一種基于前導(dǎo)序列的FFT聯(lián)合插值算法來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的頻偏