专利名称：一种基于物联网的lte物理层传输方法和系统的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种基于物联网的LTE物理层传输方法 和系统。
背景技术：
物联网是指通过射频识别、红外感应器、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协 议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监 控和管理的一种网络概念；物联网的用途遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平 安家居、智能消防、工业监控、护理与检测等等，涉及人类生活、工作、健康和社会领域的方 方面面。物联网主要包括三个层次传感网、信息传输网络和信息应用网络；其中，传感网 主要包括信息传感设备，用于信息的识别和采集；信息传输网络，主要用于远距离无缝传输 来自传感网所采集的数据信息；信息应用网络，则主要通过数据处理及解决方案来提供人 们所需要的信息服务。作为通信网络的建设和运营者，运营商在信息传输网络建设方面具有独特的优 势，例如，运营商推出了 LTE (长期演进，Long Term Evolution)技术标准，并将该LTE技术 标准作为未来移动通信网络发展的方向。但是，现有的LTE技术标准中定义的物理层传输方法是为高速传输设计的，表现 在上行速率100Mbit/s，上行采用SC-FDMA (单载波频分多址，single carrier frequency division multiple access)，下行速率50Mbit/s，下行采用OFDM(正交频分复用， Orthogonal Frequency Division Multiplexing))调制；而物联网是低功耗，低速率传输， 其传输速率范围一般为几Kbit/s到几百Kbit/s，故现有LTE物理层传输方法不适用于物联 网的低速率传输。总之，需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是如何能够定义一种 LTE物理层传输方法以适应LTE在物联网中的应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于物联网的LTE物理层传输方法和系 统，用以进行物联网中数据的传输。为了解决上述问题，本发明公开了一种基于物联网的LTE物理层传输方法，包括依据来自传感网或信息应用网络的二进制数据，转换得到与该二进制数据对应的 符号数据；利用扩频码序列对符号数据进行映射，得到与该符号数据对应的码元序列；依据所述码元序列调制得到调制码元。优选的，所述转换得到与该二进制数据对应的符号数据的步骤为，针对所述二进制数据，将其中每个字节的低四位数据转换成对应的符号数据，以及，将高四位数据转换成对应的符号数据。优选的，所述映射得到与该符号数据对应的码元序列的步骤为，利用伪随机噪声序列对所述符号数据进行模二加运算，得到码元序列。优选的，所述依据所述码元序列调制得到调制码元的步骤，包括将所述码元序列分成两路；将第一路码元序列调制到同向载波上，得到同向分量调制码元；将第二路码元序列调制到正交载波上，得到正交分量调制码元，其中，所述同向分 量调制码元与正交分量调制码元的时间差为半个码元周期。优选的，所述伪随机噪声序列的周期小于等于15。本发明还公开了一种基于物联网的LTE物理层传输系统，包括转换模块，用于依据来自传感网或信息应用网络的二进制数据，转换得到与该二 进制数据对应的符号数据；映射模块，用于利用扩频码序列对符号数据进行映射，得到与该符号数据对应的 码元序列；调制模块，用于依据所述码元序列调制得到调制码元。优选的，所述转换模块，具体用于针对所述二进制数据，将其中每个字节的低四位 数据转换成对应的符号数据，以及，将高四位数据转换成对应的符号数据。优选的，所述映射模块，具体用于利用伪随机噪声序列对所述符号数据进行模二 加运算，得到码元序列。优选的，所述调制模块包括划分子模块，用于将所述码元序列分成两路；同向调制子模块，用于将第一路码元序列调制到同向载波上，得到同向分量调制 码元；正交调制子模块，用于将第二路码元序列调制到正交载波上，得到正交分量调制 码元，其中，所述同向分量调制码元与正交分量调制码元的时间差为半个码元周期。优选的，所述伪随机噪声序列的周期小于等于15。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明依据来自传感网或信息应用网络的二进制数据，转换为符号数据，并使用 直接序列扩频方法将所述符号数据映射为码元序列，然后将该码元序列调制到载波上发 送；由于码元序列速率是符号数据速率的N倍，其中，N为码元序列的长度，而码元序列的速 率一般为几Mbit/s，因而可以通过调整N值将符号数据速率控制在几Kbit/s到几百Kbit/ s的范围内，以适用于物联网的传输速率，进而，使用本发明的LTE物理层传输方法，可以传 输来自传感网所采集的数据信息传输，或者，传输来自信息应用网络所发出的控制指令等。
图1是本发明一种基于物联网的LTE物理层传输方法实施例的流程图；图2是本发明的一种码元序列调制示例；图3是本发明一种基于物联网的LTE物理层传输系统实施例的结构图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。参照图1，示出了本发明一种基于物联网的LTE物理层传输方法实施例的流程图， 具体可以包括步骤101、依据来自传感网或信息应用网络的二进制数据，转换得到与该二进制数 据对应的符号数据；本发明可以应用于物联网中数据的传输，其中，所述数据可以是来自传感网所采 集的数据信息，或者，来自信息应用网络所发出的控制指令，等等，在此不再一一赘述。根据PLCP (物理层会聚协议，Physical Layer Convergence Procedure)，物理层 的数据一般位于PLCP服务数据单元；从PLCP服务数据单元中第一个字节开始，到PLCP服 务数据单元中最后一个字节结束，本发明会对所述字节进行连续处理。对于所述二进制数据到符号数据的转换，本发明可以针对所述二进制数据，将其 中每个字节的低四位数据转换成对应的符号数据，以及，将高四位数据转换成对应的符号 数据。以PLCP服务数据单元中第一个字节为例，可以首先将低四位(b0，bl，b2，b3)转 换为编号为0的符号数据，然后将高四位(b4，b5，b6，bl)转换为编号为1的符号数据。步骤102、利用扩频码序列对符号数据进行映射，得到与该符号数据对应的码元序 列；由于直接序列扩频技术(DSSS，Direct seqcuence spread spectrdm)具有好的抗 干扰效果，且在其他条件相同情况下传输距离要大于跳频技术，故本发明采用直接序列扩 频技术进行符号数据的扩频。直接序列扩频技术在发射端直接利用具有高码率的扩频码系列扩展信号的频谱， 而在接收端，用相同的扩频码序去进行解码，把扩展宽的扩频信号还原成原始的信息。例如，在发射端用“11000100110”代替〃 1"，而用“00110010110”代替〃 0"，这 个过程就实现了扩频，而在接收机处只要把收到的序列是“11000100110”恢复成"1"，将 “00110010110”恢复成〃 0〃，则是解扩。这样信源速率就被提高了 11倍，同时也使处理增 益达到IOdB以上，从而有效地提高信噪比。由于PN序列(伪随机噪声序列，Pseudo-noise Sequence)具有类似随机噪声的 一些统计特性，又是周期性的有规律的，既容易产生，又可以重复产生和处理，故在扩频中 得到广泛应用。PN序列有多种，其中最基本常用的一种是最长线性反馈移位寄存器序列，也称作 m序列，其通常由反馈移位寄存器产生，一个η级反馈移位寄存器可能产生的最长周期为 2η-1。具体到本发明，由于一个符号数据包括4个二进制位，故可以采用4级反馈移位寄 存器产生PN序列，且该PN序列的最长周期为24-1 = 15。在实际中，可以利用PN序列对所述符号数据进行模二加运算，得 到码元序列。其中，模二加“ ”运算等价于数字逻辑中的异或运算，也即，0 0=0, Oel=I, 1 @0=1, 1 1=0ο
参照表1，示出了本发明一种符号数据到码元序列的映射示例，其中，列“符号数 据”为符号数据所对应的四位二进制数据，这里用b0blb2b3表示，列“码片序列”表示对符 号数据进行映射得到的32位伪随机噪声序列，这里用cOcl. . . c30c31表示。表 1 正常情况下，码元序列的速率一般为2. OMbit/s，而该码元序列速率是符号数据速 率的N倍，其中，N为码元序列的长度；这样，可以通过N值来得到满足需求的符号数据的速 率，例如，在N = 32时，符号数据的速率为2000/32 = 62. 5Kbit/s，能够满足低速率物联网 的要求。
以上对利用扩频码序列对符号数据进行映射的方案进行了介绍，可以理解，除了 PN序列外，本领域技术人员还可以根据需要采用其他扩频码序列，如Walsh码(沃尔什码) 序列等，本发明对此不加以限制。步骤103、依据所述码元序列调制得到调制码元。数字信号的调制方法有很多种，例如，对于ASK(幅移键控调制，Amplitude Shift Keying)，发射和接收到的是幅度数字调制的载波信号；对于FSK(调频的频移键控调制， Frequency-shift keying)，发射和接收到的是频率数字调制的载波信号；对于PSK(相移 键控，Phase Shift Keyin g)，发射和接收到的是相位数字调制的载波信号，等等。进一步，PSK又可以分为 QPSK(正交相移键控，Quadrature Phase ShiftKeying) 和OQPSK (偏移四相相移键控，of f set-QPSK)两种。其中，由于OQPSK能够克服QPSK的180 ° 的相位跳变，信号通过BPF (带通滤波器，band-pass filter)后包络起伏小，从而改善信号 性能，因此，本发明优先采用QPSK进行码片序列的调整。具体地，所述步骤103的实现过程可以包括子步骤Al、将所述码元序列分成两路；子步骤A2、将第一路码元序列调制到同向载波上，得到同向分量调制码元；子步骤A3、将第二路码元序列调制到正交载波上，得到正交分量调制码元，其中， 所述同向分量调制码元与正交分量调制码元的时间差为半个码元周期。在实际中，可采用半正弦脉冲将符号数据信号调制到载波上，例如，调制公式可以 为
其中，Tc为码元周期。其中，可将编号为偶数的码元调制到同向载波(I-phase，In phase carrier)上； 将编号为奇数的码元，调制到正交载波(Q-phase，Quadrature Phase carrier)上。参照图2，在本发明的一种码元序列调制示例中，为了避免180°的相位跳变，应 将正交分量调制码元相对于同向分量调制码元延迟Tc秒发送，使得信号相位只能跳变 0° 、 士90° 。由于在调制时正交分量调制码元信号在时间上偏移了 Tc秒，所以在接收端采用 OQPSK解调时，接收端针对该信号抽样判决时刻也应偏移Tc秒，以保证对两分量的交错抽样。在数字信号传输中，码元序列的传输速率一般为几Mbit/s，而本发明的码元序列 依据符号数据扩频得到，故所述码元序列速率是符号数据速率的N倍，其中，N为码元序列 的长度；因此，本领域技术人员可以通过调整N值，将符号数据速率控制在几Kbit/s到几百 Kbit/s的范围内，以适用于物联网的传输速率，进而，使用本发明的LTE物理层传输方法， 可以传输来自传感网所采集的数据信息传输，或者，传输来自信息应用网络所发出的控制 指令等。与前述方法实施例相应，本发明还公开了一种基于物联网的LTE物理层传输系统 实施例，参照图3，具体可以包括转换模块301，用于依据来自传感网或信息应用网络的二进制数据，转换得到与该二进制数据对应的符号数据；映射模块302，用于利用扩频码序列对符号数据进行映射，得到与该符号数据对应 的码元序列；调制模块303，用于依据所述码元序列调制得到调制码元。在实际中，所述转换模块301，可具体用于针对所述二进制数据，将其中每个字节 的低四位数据转换成对应的符号数据，以及，将高四位数据转换成对应的符号数据。另外，所述映射模块302，可具体用于利用伪随机噪声序列对所述符号数据进行模 二加运算，得到码元序列。其中，所述伪随机噪声序列可由反馈移位寄存器产生，其中，一个η级反馈移位寄 存器可能产生的最长周期为2η-1。具体到本发明，由于一个符号数据包括4个二进制位，故 可以采用4级反馈移位寄存器产生PN序列，且该PN序列的最长周期为24-1 = 15。在众多数字信号的调制方法中，本发明优先采用OQPSK进行码片序列的调制，以 克服QPSK的180°的相位跳变，改善信号性能；具体地，可以在所述调制模块303中设计如 下结构划分子模块Bi，用于将所述码元序列分成两路；同向调制子模块Β2，用于将第一路码元序列调制到同向载波上，得到同向分量调 制码元；正交调制子模块Β3，用于将第二路码元序列调制到正交载波上，得到正交分量调 制码元，其中，所述同向分量调制码元与正交分量调制码元的时间差为半个码元周期。由于映射模块302依据符号数据扩频得到对应的码元序列，故该码元序列速率是 符号数据速率的N倍，其中，N为码元序列的长度；可以理解，本领域技术人员可以通过调整 N值，将符号数据速率控制在几Kbit/s到几百Kbit/s的范围内，以适用于物联网的传输速 率，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与 其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统实施例 而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部 分说明即可。以上对本发明所提供的一种基于物联网的LTE物理层传输方法和系统，进行了详 细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说 明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据 本发明的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不 应理解为对本发明的限制。
权利要求
一种基于物联网的LTE物理层传输方法，其特征在于，包括依据来自传感网或信息应用网络的二进制数据，转换得到与该二进制数据对应的符号数据；利用扩频码序列对符号数据进行映射，得到与该符号数据对应的码元序列；依据所述码元序列调制得到调制码元。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转换得到与该二进制数据对应的符号 数据的步骤为，针对所述二进制数据，将其中每个字节的低四位数据转换成对应的符号数据，以及，将 高四位数据转换成对应的符号数据。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述映射得到与该符号数据对应的码元 序列的步骤为，利用伪随机噪声序列对所述符号数据进行模二加运算，得到码元序列。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述依据所述码元序列调制得到调制码 元的步骤，包括将所述码元序列分成两路；将第一路码元序列调制到同向载波上，得到同向分量调制码元；将第二路码元序列调制到正交载波上，得到正交分量调制码元，其中，所述同向分量调 制码元与正交分量调制码元的时间差为半个码元周期。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述伪随机噪声序列的周期小于等于15。
6.一种基于物联网的LTE物理层传输系统，其特征在于，包括转换模块，用于依据来自传感网或信息应用网络的二进制数据，转换得到与该二进制 数据对应的符号数据；映射模块，用于利用扩频码序列对符号数据进行映射，得到与该符号数据对应的码元 序列；调制模块，用于依据所述码元序列调制得到调制码元。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述转换模块，具体用于针对所述二进制数 据，将其中每个字节的低四位数据转换成对应的符号数据，以及，将高四位数据转换成对应 的符号数据。
8.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述映射模块，具体用于利用伪随机噪 声序列对所述符号数据进行模二加运算，得到码元序列。
9.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述调制模块包括划分子模块，用于将所述码元序列分成两路；同向调制子模块，用于将第一路码元序列调制到同向载波上，得到同向分量调制码元；正交调制子模块，用于将第二路码元序列调制到正交载波上，得到正交分量调制码元， 其中，所述同向分量调制码元与正交分量调制码元的时间差为半个码元周期。
10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述伪随机噪声序列的周期小于等于15。
全文摘要
本发明提供了一种基于物联网的LTE物理层传输方法和系统，其中的方法具体包括依据来自传感网或信息应用网络的二进制数据，转换得到与该二进制数据对应的符号数据；利用扩频码序列对符号数据进行映射，得到与该符号数据对应的码元序列；依据所述码元序列调制得到调制码元。本发明能够用以进行物联网中数据的传输。
文档编号H04L27/26GK101883076SQ20101021943
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者宋磊, 张辉, 王西强, 王飒爽 申请人:北京创毅视通科技有限公司