CN110071886A

CN110071886A - 一种信号处理方法、相关设备及LoRa无线系统

Info

Publication number: CN110071886A
Application number: CN201910381425.4A
Authority: CN
Inventors: 于洋; 孙鹏飞; 刘晓龙; 张建功
Original assignee: HARBIN HAINENGDA TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: HARBIN HAINENGDA TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2019-05-08
Filing date: 2019-05-08
Publication date: 2019-07-30
Anticipated expiration: 2039-05-08
Also published as: CN110071886B

Abstract

本发明公开了一种信号处理方法、相关设备及LoRa无线系统，对于发送设备根据预设的扩频因子对比特流进行扩频处理，得到初始扩频信号；基于预设扰码序列对所述初始扩频信号进行加扰处理，其中，所述预设扰码序列所在扰码组的组号表征为所述终端的组信息；通过所述组信息生成前导信息，将所述前导信号与所述加扰后的数据信息封装成待发射数据帧。通过本发明实现了降低采用相同扩频因子的节点其上行数据帧间的干扰，并提高了LoRa系统容量的目的。

Description

一种信号处理方法、相关设备及LoRa无线系统

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种信号处理方法、相关设备及LoRa无线系统。

背景技术

随着物联网市场规模的迅速增长，新的通信场景对无线传输技术提出了低功耗、广覆盖的新要求。为了满足无线传输技术要求，通常会采用基于Chirp扩频技术的远距离LoRa无线传输方案。

为了保证无线信号的传输质量，现有的方案中通常会通过减轻节点间的相互干扰来实现，也就是将网络中的节点按照距离网关的远近进行区域划分，针对不同区域内的节点分配不同的扩频因子。虽然现有技术方案中分区之间的干扰得到一定控制，但在物联网高密度、海量设备接入的场景下，仍然存在大量的采用相同SF(Spreading Factor，扩频因子)的节点通过ALOHA方式争用无线信道，因此相同SF的上行信号间彼此干扰问题并没有真正解决。而在LoRa系统内采用相同SF的节点间的上行干扰将导致系统平均PER(PacketError Rate，误包率)增大，严重限制了LoRa的系统容量，使系统容量快速达到饱和。

发明内容

针对于上述问题，本发明提供一种信号处理方法、相关设备及LoRa无线系统，实现了降低采用相同扩频因子的节点其上行数据帧间的干扰，并提高了LoRa系统容量的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种信号处理方法，应用于发送设备，该方法包括：

根据预设的扩频因子对比特流进行扩频处理，得到初始扩频信号；

基于预设扰码序列对所述初始扩频信号进行加扰处理，得到加扰后的数据信号；

将前导信号与所述加扰后的数据信号封装成待发射数据帧以供发送设备发送。

可选地，还包括：

所述预设扰码序列所在扰码组的组号表征为所述发送设备的组信息，并且在所述前导信号中添加所述组信息。

可选地，所述前导信号包括若干个原始Chirp信号和被所述组信息调制的Chrip信号，所述原始Chirp信号表征线性调频信号。

可选地，所述根据预设的扩频因子对比特流进行扩频处理，得到初始扩频信号，包括：

根据预设的扩频因子对比特流进行截取；

将截取得到的比特段对应的十进制数作为偏移量，根据所述偏移量对所述原始Chirp信号进行扩频调制，得到初始扩频信号。

可选地，所述基于预设扰码序列对所述初始扩频信号进行加扰处理，得到加扰后的数据信号，包括：

将所述初始扩频信号通过乘法器与所述预设扰码序列相乘，实现对所述初始扩频信号的加扰处理，得到加扰后的数据信息。

一种信号处理方法，应用于接收设备，该方法包括：

接收发送设备发送的目标信号；

提取所述目标信号中的前导信号，并根据所述前导信号估算出时间偏移量，其中，所述时间偏移量为所述发送设备与所述接收设备失步的时间偏移量；

根据所述时间偏移量与所述发送设备进行同步；

在预设的解扰序列列表中查询得到与所述目标信号对应的解扰序列；

根据所述解扰序列对所述目标信号进行解扰，得到初始扩频信号；

将所述初始扩频信号进行解扩处理得到比特流。

可选地，所述方法还包括：

提取所述前导信号中的组信息，其中，所述组信息为发送设备在所述目标信号中添加的扰码序列所在扰码组的组号；并且

基于所述组信息在预设的组信息关联表中查询得到与所述目标信号对应的解扰序列。

一种发送设备，包括：

扩频模块，用于根据预设的扩频因子对比特流进行扩频处理，得到初始扩频信号；

加扰模块，用于基于预设扰码序列对所述初始扩频信号进行加扰处理，得到加扰后的数据信号；

前导添加模块，用于将前导信号与所述加扰后的数据信号封装成待发射数据帧以供发送设备发送。

可选地，所述加扰模块中的预设扰码序列所在扰码组的组号表征为所述发送设备的组信息，并且在所述前导信号中添加所述组信息。

可选地，所述前导添加模块中的前导信号包括若干个原始Chirp信号和被所述组信号调制的Chrip信号，所述原始Chirp信号表征线性调频信号。

可选地，所述扩频模块包括：

截取单元，用于根据预设的扩频因子对比特流进行截取；

扩频单元，用于将截取得到的比特段对应的十进制数作为偏移量，根据所述偏移量对所述原始Chirp信号进行扩频调制，得到初始扩频符号。

可选地，所述加扰模块具体用于：

一种接收设备，包括：

接收模块，用于接收发送设备发送的目标信号；

估算模块，用于提取所述目标信号中的前导信号，并根据所述前导信号估算出时间偏移量，其中，所述时间偏移量为所述发送设备与所述接收设备失步的时间偏移量；

同步模块，用于根据所述时间偏移量与所述发送设备进行同步；

查询模块，用于在预设的解扰序列列表中查询得到与所述目标信号对应的解扰序列；

解扰模块，用于根据所述解扰序列对所述目标信号进行解扰，得到初始扩频信号；

解扩模块，用于将所述初始扩频信号进行解扩处理得到比特流。

可选地，所述接收设备还包括：

提取模块，用于提取所述前导信号中的组信息，其中，所述组信息为发送设备在所述目标信号中添加的扰码序列所在扰码组的组号；并且基于所述组信息在预设的组信息关联表中查询得到与所述目标信号对应的解扰序列。

一种LoRa无线系统，包括：

如上述所述的发送设备和上述所述的接收设备。

一种通信设备，具有存储器和与所述存储器耦合的处理器，所述存储器存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序在所述处理器上执行时，实现上述任一项所述的信号处理方法。

一种计算机可读存储介质，其中存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序在处理器上执行时，实现上述任一项所述的信号处理方法。

相较于现有技术，本发明提供了一种信号处理方法、相关设备及LoRa无线系统，在发送设备对比特流进行扩频、加扰和添加前导的处理，通过引入扰码序列对数据加扰实现了对数据部分的保护，利用扰码的正交性可有效解决采用相同扩频因子的节点间上行数据帧相互干扰的问题，并且在本方案中将总的扰码序列进行分组，这样在接收设备进行解扰的时候可以通过前导信息搜索得到对应的解扰序列，使得解扰时延维持在无线系统允许范围内，进而降低采用相同扩频因子的节点其上行数据帧间的干扰，提升了LoRa无线系统容量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种信号处理方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种信号处理方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种LoRa无线系统信号处理流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种碰撞区时长变化示意图；

图5a为本发明提供的现有技术中的LoRa系统的检测结果示意图；

图5b为本发明实施例提供的LoRa无线系统的检测结果示意图；

图6为本发明实施例提供的一种前导与数据碰撞示意图；

图7为本发明实施例提供的前导信号检测结果示意图；

图8为本发明提供的基带仿真结果示意图；

图9为本发明实施例提供的一种简化的同步电路设计示意图；

图10为本发明实施例提供的一种发送设备的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种接收设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有设定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

本发明实施例提供了一种信号处理方法，应用于发送设备，参见图1，该方法可以包括以下步骤：

S11、根据预设的扩频因子对比特流进行扩频处理，得到初始扩频信号；

S12、基于预设扰码序列对所述初始扩频信号进行加扰处理，得到加扰后的数据信号；

S13、将前导信号与所述加扰后的数据信号封装成待发射数据帧以供发送设备发送。

需要说明的是，在本发明实施例中提供的LoRa无线系统是基于码分多址技术实现的。码分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)是基于扩频技术，即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据，与一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码相乘，使原数据信号的带宽被扩展，再经载波调制后发送出去。在本发明实施例中采用了Chirp扩频技术。其中，预设扰码序列所在扰码组的组号表征所述发送设备的组信息，并且在前导信号中添加所述组信息。

在本发明实施例中的前导信号(后续简称为前导)包括了若干个原始Chrip信号和被所述组信息调制的Chirp信号。其中，该原始的Chrip信号就是表征通常意义上的线性调频信号，原始的Chrip信号就是指比特流经过调制产生的信号，如比特流经过BPSK等调制后产生的信号。

步骤S11可以包括以下步骤：

根据预设的扩频因子对比特流进行截取；

将截取得到的比特段对应的十进制数作为偏移量，根据所述偏移量对Chirp信号进行扩频调制，得到初始扩频符号。

步骤S12可以具体为：

将所述扩频信号通过乘法器与所述预设扰码序列相乘，实现对所述初始扩频信号的加扰处理，得到加扰后的数据信息。

首先按照发送设备(其中，发送设备可以理解为终端设备)使用的扩频因子(SF)对二进制比特流进行分段截取，在本发明实施例中采用截取的每SF个比特调制一个Chirp符号，所截取的SF个比特对应的十进制数作为Chirp符号循环移位的偏移量，数据比特流即通过上述方式实现了Chirp扩频调制。扩频后的信号通过乘法器与扰码相乘后，再在前端添加前导信号。前导信号由若干原始Chirp信号和被组信息调制的信号组成，所述预设扰码所在扰码组的组号表征为所述终端的组信息。本发明实施例中的Chirp就是通常意义的线性调频信号。

本发明实施例还提供了一种信号处理方法，应用于接收设备，参见图2，该方法可以包括以下步骤：

S21、接收发送设备发送的目标信号；

S22、提取所述目标信号中的前导信号，并根据所述前导信号估算出时间偏移量，其中，所述时间偏移量为所述发送设备与所述接收设备失步的时间偏移量；

S23、根据所述时间偏移量与所述发送设备进行同步；

S24、在预设的解扰序列列表中查询得到与所述目标信号对应的解扰序列；

S25、根据所述解扰序列对所述目标信号进行解扰，得到初始扩频信号；

S26、将所述初始扩频信号进行解扩处理得到比特流。

在接收设备(可以理解为基站设备)，首先提取接收目标信号的前导信号，将它与原始Chirp的复共轭信号相乘后进行FFT(Fast Fourier Transformation，离散傅氏变换的快速算法)处理估算出接收设备与发送设备失步的时间偏移量，利用该时间偏移量即可实现发送设备与接收设备的精准同步。比如SF＝7，一个Chirp符号对应7个比特128个码片(2⁷)，网关接收侧不一定在Chirp符号的起始位置开始接收信号，如可能在一个Chirp符号的中间(第50个码片位置)接收到了该信号，经过数字信号处理后网关侧估计出了该偏移量(50)，即获知是从第50个码片开始接收的，它就可以精准地找到一个Chirp符号的起始位置，后续符号相应也全部对齐，从而实现了符号同步。

同步后，再对前导中携带的组信息进行提取，根据发送设备的组信息在其存储的组信息关联表中查询到相应组的扰码集后，仅在该扰码集中搜索正确解扰序列，大幅度降低了接收机解扰时搜索扰码序列的计算量和处理延时。信号解扰后，再进行Chirp解扩处理，最终恢复出信息比特流。

通过本发明实施例提供的信号处理方法，在发送设备对比特流进行扩频、加扰和添加前导的处理，通过引入扰码序列对数据加扰实现了对数据部分的保护，利用扰码的正交性可有效解决采用相同扩频因子的节点间上行数据帧相互干扰的问题。并且在本方案中将总的扰码序列进行分组这样在接收设备进行解扰的时候可以通过前导信息搜索得到对应的解扰序列，使得解扰时延维持在无线系统允许范围内，进而降低采用相同扩频因子的节点其上行数据帧间的干扰，提升了LoRa无线系统容量。

在本发明实施例中还提供了一种LoRa无线系统，参见图3，包括了发送设备和接收设备，对应的发送设备可以理解为节点设备，而接收设备可以理解为网关及相关设备。现根据本发明实施例对LoRa无线系统进行说明。

假设发送设备的SF设置为7，组信息为2，扰码序列采用长度为128的扩展7阶m序列(把长度为127的7阶m序列的第一位补至结尾，扩展至128位)。

在终端，首先按照每7个bit一组对二进制比特流进行分段，假定其中的一段比特分组为[0 0 1 00 00]，表示十进制的16，将持续时间为128个码片时间的Chirp符号循环移位16个码片周期，将扩频信号(信号采样率按照每个码片采一个样点取值)通过乘法器与扩展7阶m序列相乘，在乘积信号的前面添加7个原始Chirp符号和1个被组信息调制的Chirp符号组成的前导(携带组信息的符号不能是第一个或最后一个符号)，用于接收设备的同步偏移量检测及解扰处理。

在接收设备，首先提取出接收信号的前导，将它与原始Chirp的复共轭信号相乘，再进行128点FFT处理，最大频谱幅值所对应的时间偏移即为估计的失步时间偏移量，经补偿实现精准同步。同步实现后，携带组信息的Chirp符号再与原始Chirp的复共轭信号相乘，经128点FFT处理后获得组信息。网关根据组信息关联表中第2组所对应的扰码集，确定扰码序列搜索空间。在第2组扰码集中，采用遍历的方式搜索正确扰码序列，以对数据进行解扰处理。数据解扰后，按照标准LoRa处理流程完成解扩操作，最终恢复出信息比特流。

参见图4，假定现有技术中的标准LoRa数据帧的持续时间是T，数据帧由前导和数据两部分组成。通过扰码对数据加扰实现了对数据部分的保护，即可将碰撞区的时长由整个数据帧时长T减小为前导时长T1。根据LoRaWAN协议给出的数据帧各参数取值可得T1<<T，因此码分多址LoRa系统其上行数据帧发生碰撞的概率大为降低，利用扰码的正交性可有效解决采用相同SF的节点间上行数据帧相互干扰的问题。

若标准LoRa体制下接收信噪比相同的信号1和信号2在传输过程中时域上存在交叠，Chirp扩频调制的信息偏移量分别为11和13，两信号互为干扰，经接收机信号处理后，在频域发生了混叠，无法区分，如图5a所示。而码分多址LoRa系统由于为两个节点分配了不同的扰码序列，即使两信号在传输过程中发生了碰撞，接收机解扰后，依然能够对这两个信号进行区分并分别完成检测，如图5b所示。

前导与数据发生碰撞的场景如图6所示。此时，经仿真验证：现有的LoRa体制下，前导信号不被破坏的下限SIR是6dB，如图7中的a部分所示；而码分多址LoRa系统的下限SIR是-8dB，如图7中的b部分所示。通过加扰引入码分技术，系统获得了14dB的增益。对于LoRa系统而言，通过前导实现同步是数据载荷被成功检出的必要先决条件，因此码分多址LoRa系统的正确检测概率将大大增加。

根据前述分析，码分多址技术能有效降低系统内采用相同SF的节点间的互相干扰。系统内因干扰水平的降低所获得的性能改善最主要体现在单网关系统容量的增加。在OPNET仿真环境下，针对单网关、节点均匀分布的高密集场景进行了系统仿真，仿真参数如表1所示。如表2所示，仿真结果表明：较之标准LoRa系统，码分多址LoRa无线系统的单网关系统容量提升了114％。

表1

仿真参数	参数取值
		网关数	1个
覆盖范围	1km<sup>2</sup>
		节点拓扑	均匀分布
发射功率	17dBm
		节点采用SF	7
系统目标误包率	10％

表2

系统单站覆盖范围是衡量系统性能的重要指标之一。链路预算是一种评价通信系统的常用评估方法，以下通过链路预算来分析码分多址的引入是否对LoRa系统的覆盖范围产生影响。最大允许路径损耗PL的计算表达式为：

PL＝I-PRX+R+S+U-V-W-X+Y-Z

其中，I为等效发射功率，PRX为接收机灵敏度，R为接收天线增益，S为接收天线赋形增益，U为接收天线分集增益，V为接收馈线损耗，W为快衰落余量，X为阴影衰落余量，Y为切换增益，Z为墙体穿透损耗。经分析，等式右端的各变量中，码分多址处理唯一影响到的变量有且仅有接收机灵敏度PRX一项。因此，系统覆盖距离是否变化等价于接收机灵敏度PRX是否变化。以下对接收机灵敏度加以分析，接收机灵敏度PRX的计算表达式为：

PRX＝RNF-SNR＝N₀+NF-SNR＝10lg(KTB)+NF-SNR

其中，RNF为接收机底噪，SNR为达到目标误码率所需信噪比，N₀为热噪声电平，NF为系统噪声系数，K为玻尔兹曼常数，T为绝对温度，B为系统带宽。由上式可见：影响两系统接收机灵敏度PRX的所有变量中，仅是达到目标误码率所需信噪比SNR一项不同。系统覆盖距离的变化最终归结为达到目标误码率所需信噪比SNR是否发生变化。利用MATLAB仿真软件分别在AWGN信道和Rayleigh信道下进行了系统基带仿真。如图8中a部分可见：AWGN信道下，标准LoRa和码分多址LoRa系统在相同BER条件下所需SNR相同；在图8中b部分典型城区Rayleigh多径信道下，较之标准LoRa系统，码分多址LoRa系统有0.5dB的增益(可认为近似相同)。因此可得到如下结论：码分多址的引入并不会对接收机灵敏度有不良影响，即码分多址LoRa系统在增加系统容量的同时，单网关的覆盖范围保持不变。

码分多址LoRa无线系统为每个节点分配一个扰码，面对物联网海量连接的场景，总的扰码集中的扰码序列总量将十分巨大，如果使用全局遍历的方式对信号解扰，增加了网关侧的计算次数和时延。当多路上行数据同时并发时，全局遍历产生的计算处理时延对系统而言将无法容忍。本创新的解决方案是：将总的扰码集分组，每个节点采用的扰码所在组的组号即为该节点的组信息；在前导中将组信息调制到一个Chirp符号中，其余Chirp符号依然做同步使用。接收机在同步后获得组信息，根据组信息及存储的组信息关联表，仅在组内通过遍历的方式搜索正确的扰码序列，实现解扰操作。前述解决方案大幅降低了解扰处理过程中的计算复杂度，同时使得解扰时延维持在系统可容忍的范围内。

对于直接序列扩频系统，要实现解扩/解扰，接收机本地参考扩频码/扰码序列的相位与接收到的扩频码/扰码序列的相位必须完全一致，这导致直扩系统的同步电路十分复杂。码分多址LoRa系统沿袭了标准LoRa系统的同步机制，通过Chirp前导信号即可实现信号的精准同步，省去了直扩系统的捕获电路与跟踪电路(图9中加粗虚线框内部分)，在降低成本的同时，也保证了信号处理时延在可容许范围内，其简化同步电路设计的示意图如图9所示。

本发明实施例适用于物联网领域中低功耗、广覆盖、高密度、海量节点设备接入的应用场景，包括但不限于智能抄表(水表、电表、燃气表等)、智慧市政、智能交通、精准农业、智慧楼宇、智慧城市、智能家居等。此外，LoRa适宜使用的任何低功耗、广覆盖、高密度、海量节点设备接入的长距离通信场景本创新也同样适用。

本发明实施例中还提供了一种发送设备10，参见图10，包括：

扩频模块101，用于根据预设的扩频因子对比特流进行扩频处理，得到初始扩频信号；

加扰模块102，用于基于预设扰码序列对所述初始扩频信号进行加扰处理，得到加扰后的数据信号；

前导添加模块103，用于将前导信号与所述加扰后的数据信号封装成待发射数据帧以供发送设备发送。

在上述实施例的基础上，所述加扰模块中的预设扰码序列所在扰码组的组号表征为所述发送设备的组信息，并且在所述前导信号中添加所述组信息。

所述前导添加模块中的前导信号包括若干个原始Chirp信号和被所述组信号调制的Chrip信号，所述原始Chirp信号表征线性调频信号。

在上述实施例的基础上，扩频模块101包括：

截取单元，用于根据预设的扩频因子对比特流进行截取；

在上述实施例的基础上，加扰模块102具体用于：

对应的，本发明实施例还提供了一种基站20，参见图11，包括：

接收模块201，用于接收发送设备发送的目标信号；

估算模块202，用于提取所述目标信号中的前导信号，并根据所述前导信号估算出时间偏移量，其中，所述时间偏移量为所述发送设备与所述接收设备失步的时间偏移量；

同步模块203，用于根据所述时间偏移量与所述发送设备进行同步；

查询模块204，用于在预设的解扰序列列表中查询得到与所述目标信号对应的解扰序列；

解扰模块205，用于根据所述解扰序列对所述目标信号进行解扰，得到初始扩频信号；

解扩模块206，用于将所述初始扩频信号进行解扩处理得到比特流。

在上述实施例的基础上，接收设备20还包括：

在上述实施例的基础上，本发明的另一实施例中还提供了一种LoRa系统，该系统包括：

上述描述的发送设备和接收设备，请参见上述各个实施例，此处不做赘述。

在本发明实施例中的发送设备对比特流进行扩频、加扰和添加前导的处理，通过引入扰码对数据加扰实现了对数据部分的保护，利用扰码的正交性可有效解决采用相同扩频因子的节点间上行数据帧相互干扰的问题，并且在本方案中将总的扰码序列进行分组，这样在接收设备进行解扰的时候可以通过前导信息搜索得到对应的解扰序列，使得解扰时延维持在无线系统允许范围内，进而降低采用相同扩频因子的节点其上行数据帧间的干扰，提升了LoRa无线系统容量。

在本发明实施例中还提供了一种通信设备，具有存储器和与所述存储器耦合的处理器，所述存储器存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序在所述处理器上执行时，实现以下方法：

一种信号处理方法，应用于发送设备，该方法包括：

进一步地，还包括：

进一步地，所述前导信号包括若干个原始Chirp信号和被所述组信息调制的Chrip信号，所述原始Chirp信号表征线性调频信号。

进一步地，所述根据预设的扩频因子对比特流进行扩频处理，得到初始扩频信号，包括：

根据预设的扩频因子对比特流进行截取；

进一步地，所述基于预设扰码序列对所述初始扩频信号进行加扰处理，得到加扰后的数据信号，包括：

和/或

一种信号处理方法，应用于接收设备，该方法包括：

接收发送设备发送的目标信号；

根据所述时间偏移量与所述发送设备进行同步；

将所述初始扩频信号进行解扩处理得到比特流。

进一步地，所述方法还包括：

本发明实施例提供了一种计算设备可读存储介质，所述存储介质上存储有一个或多个程序在处理器上执行时，上述信号处理方法中的任一项的步骤。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims

1.一种信号处理方法，其特征在于，应用于发送设备，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前导信号包括若干个原始Chirp信号和被所述组信息调制的Chrip信号，所述原始Chirp信号表征线性调频信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设的扩频因子对比特流进行扩频处理，得到初始扩频信号，包括：

根据预设的扩频因子对比特流进行截取；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设扰码序列对所述初始扩频信号进行加扰处理，得到加扰后的数据信号，包括：

6.一种信号处理方法，其特征在于，应用于接收设备，该方法包括：

接收发送设备发送的目标信号；

根据所述时间偏移量与所述发送设备进行同步；

将所述初始扩频信号进行解扩处理得到比特流。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种发送设备，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的发送设备，其特征在于，所述加扰模块中的预设扰码序列所在扰码组的组号表征为所述发送设备的组信息，并且在所述前导信号中添加所述组信息。

10.根据权利要求9所述的发送设备，其特征在于，所述前导添加模块中的前导信号包括若干个原始Chirp信号和被所述组信号调制的Chrip信号，所述原始Chirp信号表征线性调频信号。

11.根据权利要求8所述的发送设备，其特征在于，所述扩频模块包括：

截取单元，用于根据预设的扩频因子对比特流进行截取；

扩频单元，用于将截取得到的比特段对应的十进制数作为偏移量，根据所述偏移量对Chirp信号进行扩频调制，得到初始扩频符号。

12.根据权利要求8所述的发送设备，其特征在于，所述加扰模块具体用于：

13.一种接收设备，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收发送设备发送的目标信号；

14.根据权利要求13所述的接收设备，其特征在于，所述接收设备还包括：

15.一种LoRa无线系统，其特征在于，包括：

权利要求8～12所述的发送设备和权利要求13～14所述的接收设备。

16.一种通信设备，具有存储器和与所述存储器耦合的处理器，所述存储器存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序在所述处理器上执行时，实现权利要求1-7中任一项所述的方法。

17.一种计算机可读存储介质，其中存储有一个或多个程序，当所述一个或多个程序在处理器上执行时，实现权利要求1-7中任一项所述的方法。