背向散射辅助的LoRa信号冲突消除方法研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zengqz
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,蓬勃发展的低功耗广域网(Low Power Wide Area Network,LPWAN)为物联网中能量有限的传感器提供远距离、低功耗的通信连接。其中,远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)作为代表性技术受到了研究者的广泛关注。然而,有限的能量和低成本的硬件使得LoRa节点难以实现复杂的接入协议,导致密集部署的LoRa节点在传输数据时容易产生冲突,影响解调效果。为解决这个问题,现有方案利用不同LoRa节点的数据符号到达网关时存在不同时间偏移的特性,设计时间窗口将冲突的数据符号进行分割,并利用分割后的符号在频谱序列上峰值的幅度比值来消除冲突。符号分割造成的能量损失使得分割后长度较短的符号容易被噪声淹没,导致现有方案难以适用于信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)极低的环境中,并限制了LoRa节点的传输距离。针对上述问题,本文提出背向散射辅助的LoRa信号冲突消除方案。本方案在LoRa网关周围部署多个低成本的背向散射标签,为每个冲突的数据符号创建独特的多径传播特征,然后结合原始数据符号和背向散射符号信息对冲突符号进行并行解调。由于不需要对数据符号进行分割,所提方案能够实现零符号能量损失,因此适用于SNR极低的环境中。具体来说:本冲突消除方案基于LoRa物理层调制方式在频域的鲁棒性,将所有信号能量集中于同一频点,并利用背向散射标签产生额外的频域信号峰值,结合原始符号以及背向散射符号的频域峰值特征来识别不同节点的符号。其次,为解决频域序列中峰值幅度的波动问题,本文提出峰值幅度精确提取算法,以消除时间偏移和符号频率跳变对峰值幅度的影响。最后,为消除背向散射标签引入的谐波对其它冲突符号的影响,本文制作背向散射标签电路,并提出低时间复杂度的符号相位获取算法迭代地恢复数据符号。实验结果表明,与现有方案相比,本文所提方案在SNR为-20d B时,可以将误符号率从平均65.3%降低至5.5%,实现15倍的吞吐量提升。
其他文献
流固耦合是一种非线性、多物理现象,广泛存在于自然界和工程领域中。本文采用格子玻尔兹曼-有限元-浸入边界法,数值研究了两种流固耦合问题,包括软尾减阻问题,以及柔性板的拍动推进问题。本文的主要工作和结论如下:研究了“软尾减阻”问题。所谓“软尾减阻”,即在平板绕流中,通过在平板后部通过柔性丝线构造一个封闭区域(即软尾),从而达到系统整体的减阻效果。主要考察了雷诺数和柔性丝线长度等控制参数对系统动力学行为
许多聚变装置上都尝试通过偏压的方式来减小边界的湍动输运,进而对芯部等离子体的约束产生影响。J-TEXT托卡马克装置上同样开展了许多偏压电极的相关实验,发现偏压电极在改善等离子体约束和控制不稳定性有着很好的效果。然而,偏压电极工作时需要将外部的石墨电极伸入到等离子体中,这样不可避免的会引入额外的杂质源,因此,需要探索能够在不增加杂质源的前提下,控制边界电场从而抑制等离子体边界输运及改善约束能力。在等
溶解性有机物(DOM)在水环境中几乎无处不在。在太阳光照射下,DOM产生激发三线态(~3DOM*)、单线态氧(~1O2)、羟基自由基(·OH)等活性物质,对水体微量污染物迁移转化具有重要作用。UV254消毒和高锰酸钾氧化是水处理过程的常见工艺。DOM经过UV254消毒和高锰酸钾氧化后其结构组成、分子量、官能团等理化性质会发生改变,进而可影响DOM光致活性物质的生成。但是,这两种水处理工艺对DOM光
由于化石燃料不可再生且排放的温室气体对环境产生不利影响,氢能作为绿色能源之一,具有丰度高、可再生、燃烧值高、产物清洁无污染的优点。电化学分解水制氢具有较快的速率且没有多余副产品。目前最先进的催化剂是Ir O2或Ru O2作为阳极,Pt作为酸性环境中的阴极。然而贵金属催化剂价格高昂、资源稀缺。所以,有效利用地球上丰富的非贵金属电催化剂作为不同组合的纳米结构在水的分解中是取代贵金属用于制氢工业化的核心
引言自从尺寸稳定阳极(DSA)发明以来,对氯碱电槽的各组成部分引起了迅速的连锁改革。例如在槽型结构方面向着结构更紧凑省料节电的复极式槽发展,在隔膜选择方面采用磺酸基、羧酸基、或磷酸基的全氟阳离子交换膜,这样使氢氧化钠生产提高到崭新的水平,浓度可以
期刊
目的:开发一种负载生长因子的可注射温敏性水凝胶,植入半月板损伤部位,促进损伤半月板的修复。方法:制备质量比m(HPCH):m(HA)=12:1的HA/HPCH水凝胶,水凝胶的质量体积分数为2%(m/v),水凝胶中加入100ng/ml的TGF-β1。各组水凝胶的sol-gel转变温度采用瓶倒转法来测定;各组水凝胶的体外降解情况采用剩余质量称重法来检测;用扫描电镜拍摄各组水凝胶的形貌表征;培养MFCs
新疆地区煤炭资源储量丰富,将新疆打造成为我国的重要能源基地,已被提升至国家级战略高度。独特的成煤环境导致多数新疆煤具备高碱/碱土金属的特征,从而导致其在燃烧过程中面临着严重的灰沉积相关问题。因此,针对新疆煤的灰沉积进行防控研究具有重要实际意义。研究表明添加剂及混烧可有效缓解煤的沾污、结渣问题,但以高岭土等为代表的矿物添加剂由于成本较高,很难实现工业应用。稻壳灰等生物质灰中含有大量的硅,属于潜在的优
潜艇凭借其特殊的隐蔽性和机动性,获得了世界各国海军的青睐,逐步成为国家捍卫领海主权的利器。受到声呐技术的低频化的驱动,积极推进潜艇声隐身性能的研究,对增强我国现役潜艇的攻击性、隐身性及寿命有着重要意义。具有周期性空腔排布的声学覆盖层已经被广泛应用于水下航行器,以满足减小声辐射和降低结构自噪声的需求。故而设计出一系列满足某种特定工况的具有较高吸声或隔声性能的声学覆盖层具有十分重大的意义。本文以具有轴
现今,抗生素已在全世界范围内被广泛使用,但由此引发的环境污染问题日趋严重。残留于水体环境、土壤环境中的抗生素具有致畸、致癌效应,甚至会导致死亡。因此越来越多的学者开始关注如何开发出可以有效处理抗生素废水的新技术,以减少对人类、动物及环境的危害。本论文探究了以铜改性石墨毡(GF/Cu)为阴极、石墨板为阳极,分别与合成黄铁矿(syn-FeS2)和天然黄铁矿(com-FeS2)构建三维电极体系电催化降解
研究背景及目的:Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)是机体识别及抵御病原菌的重要途径,髓样分化因子88(Myeloid differentiation factor 88,MyD88)是TLRs的关键信号转导分子,TLRs/MyD88信号可参与调控机体肠道免疫,组织黏膜修复和肠道菌群,介导肠道菌群与宿主间相互作用。然而MyD88分子在肠道炎症发生发展过程中的作用及其机