本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體地，涉及一種信息傳輸?shù)姆椒肮?jié)點。

背景技術(shù)：

隨著智慧城市的逐漸興起，越來越多的設(shè)備需要采集數(shù)據(jù)，并通過通訊鏈路將采集到的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。進一步地，運營商的服務(wù)器可以對上傳的數(shù)據(jù)進行分析，從而能夠為各個設(shè)備提供更好的服務(wù)或更有效的管理。很多的設(shè)備沒有獨立的電源，而是通過電池進行供電，因此需要一種低功耗的傳輸方法保證設(shè)備將采集到的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。

一般來說，設(shè)備采集數(shù)據(jù)的頻率很低，每次采集的數(shù)據(jù)量很小，為了降低整個系統(tǒng)的建設(shè)成本，提出了一個集中器來管理大量的設(shè)備。集中器同時服務(wù)多個設(shè)備，提高了系統(tǒng)的吞吐量。

現(xiàn)有的通訊系統(tǒng)WiFi，Bluetooth和ZigBee等，通訊距離短，不能進行廣域覆蓋。另一種蜂窩廣域網(wǎng)技術(shù)GSM，3G和LTE等，功耗太大，成本高，也不適合設(shè)備互聯(lián)應(yīng)用。因此，急需一種新的通訊方式，以滿足設(shè)備低功耗，以及廣覆蓋的需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

考慮到上述問題而提出了本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種信息傳輸?shù)姆椒肮?jié)點，這種通訊方式能夠滿足低功耗以及廣覆蓋的需求。

第一方面，提供了一種信息傳輸?shù)姆椒?，包括?/p>

為多個數(shù)據(jù)流分配具有不同延時的循環(huán)移位的多個擴頻碼，所述多個擴頻碼與所述多個數(shù)據(jù)流一一對應(yīng)，且所述多個擴頻碼的碼長均相等；

根據(jù)對應(yīng)的擴頻碼，對所述多個數(shù)據(jù)流中的每個數(shù)據(jù)流分別進行處理，得到多個處理后的數(shù)據(jù)流；

將所述多個處理后的數(shù)據(jù)流進行加權(quán)求和，得到相加后的信號；

將所述相加后的信號與前導(dǎo)碼進行復(fù)用，得到數(shù)字信號；

對所述數(shù)字信號進行處理，得到發(fā)射信號；

發(fā)送所述發(fā)射信號。

示例性地，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述擴頻碼為偽隨機m序列或Gold碼。

示例性地，在一種可能的實現(xiàn)方式中，根據(jù)對應(yīng)的擴頻碼，對所述多個數(shù)據(jù)流中的每個數(shù)據(jù)流分別進行處理，得到多個處理后的數(shù)據(jù)流，包括：

針對每個數(shù)據(jù)流，執(zhí)行以下操作，得到處理后的數(shù)據(jù)流：

把數(shù)據(jù)流中的物理層信令加擾，并依次進行信道編碼和交織，得到處理后的物理層信令；

把所述數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)報文加擾，并依次進行信道編碼和交織，得到處理后的數(shù)據(jù)報文；

將幀起始標識、所述處理后的物理層信令以及所述處理后的數(shù)據(jù)報文進行復(fù)用，得到復(fù)用后的碼流；

根據(jù)與所述數(shù)據(jù)流對應(yīng)的擴頻碼，對所述復(fù)用后的碼流進行調(diào)制，得到所述處理后的數(shù)據(jù)流。

其中，所述物理層信令包括長度域，控制域，標識域和校驗域，其中，所述標識域用于物理層過濾所述數(shù)據(jù)報文。

其中，所述幀起始標識為R1比特的二進制序列，其中，R1為正整數(shù)。

示例性地，在一種可能的實現(xiàn)方式中，對所述物理層信令的加擾的方法與對所述數(shù)據(jù)報文的加擾的方法相同或不同；和/或

對所述物理層信令的信道編碼的方法與對所述數(shù)據(jù)報文的信道編碼的方法相同或不同；和/或

對所述物理層信令的交織的方法與對所述數(shù)據(jù)報文的交織的方法相同或不同。

示例性地，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述根據(jù)與所述數(shù)據(jù)流對應(yīng)的擴頻碼，對所述復(fù)用后的碼流進行調(diào)制，得到所述處理后的數(shù)據(jù)流，包括：

把復(fù)用后的碼流進行星座圖映射，并利用所述對應(yīng)的擴頻碼把所述星座圖映射后的信號進行直接序列擴頻調(diào)制，得到所述處理后的數(shù)據(jù)流。

其中，所述星座圖映射包括以下中的至少一種：BPSK，QPSK，QAM和差分映射。

示例性地，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述加權(quán)求和所使用的權(quán)重是預(yù)先配置的。

示例性地，在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述對所述數(shù)字信號進行處理，得到發(fā)射信號，包括：

將所述數(shù)字信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換為模擬信號；

將所述模擬信號通過上變頻后，生成射頻信號；

將所述射頻信號經(jīng)過功率放大后，得到所述發(fā)射信號。

其中，所述前導(dǎo)碼包括重復(fù)R2次的Zadoff-Chu序列和重復(fù)R3次的Zadoff-Chu共軛序列，其中，R2和R3均為正整數(shù)。

所述Zadoff-Chu序列表示為：

$x_u=e^{-\frac{j\mathrm{\π}un(n+2p+1)}{F}},$

其中，j為虛數(shù)單位，p為整數(shù)，u和F互質(zhì)，且0<u<F。

第二方面，提供了一種節(jié)點，包括：分配模塊、第一處理模塊、加權(quán)模塊、復(fù)用模塊、第二處理模塊和發(fā)送模塊。該節(jié)點可以用于實現(xiàn)前述第一方面或者第一方面的任一實現(xiàn)方式所述的信息傳輸?shù)姆椒ā?/p>

第三方面，提供了一種計算機芯片，該計算機芯片包括處理器，當該處理器執(zhí)行代碼時，能夠?qū)崿F(xiàn)前述第一方面或者第一方面的任一實現(xiàn)方式所述的信息傳輸?shù)姆椒ā?/p>

可見，本發(fā)明實施例提出了一種全新的節(jié)點間的互聯(lián)方法，可以實現(xiàn)多個數(shù)據(jù)流的同時發(fā)送，避免多次發(fā)送的功耗，因此，該方法能夠滿足低功耗，廣域覆蓋，接入海量終端和低成本的需求。

附圖說明

通過結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例進行更詳細的描述，本發(fā)明的上述以及其它目的、特征和優(yōu)勢將變得更加明顯。附圖用來提供對本發(fā)明實施例的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中，相同的參考標號通常代表相同部件或步驟。

圖1是本發(fā)明實施例的星型網(wǎng)的一個示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例的網(wǎng)格網(wǎng)的一個示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例的信息傳輸?shù)姆椒ǖ囊粋€示意性流程圖；

圖4是本發(fā)明實施例的幀結(jié)構(gòu)的一個示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例的物理層信令的一個結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例的信息傳輸?shù)姆椒ǖ牧硪粋€示意性流程圖；

圖7是本發(fā)明實施例的信息傳輸?shù)姆椒ǖ牧硪粋€示意性流程圖；

圖8是本發(fā)明實施例的信息傳輸?shù)姆椒ǖ牧硪粋€示意性流程圖；

圖9是本發(fā)明實施例的信息傳輸?shù)姆椒ǖ牧硪粋€示意性流程圖；

圖10是本發(fā)明實施例的信息傳輸?shù)姆椒ǖ牧硪粋€示意性流程圖；

圖11是本發(fā)明實施例的節(jié)點的一個結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

為了使得本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更為明顯，下面將參照附圖詳細描述根據(jù)本發(fā)明的示例實施例。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是本發(fā)明的全部實施例，應(yīng)理解，本發(fā)明不受這里描述的示例實施例的限制?；诒景l(fā)明中描述的本發(fā)明實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有付出創(chuàng)造性勞動的情況下所得到的所有其它實施例都應(yīng)落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

本發(fā)明實施例中的設(shè)備也可以稱為終端設(shè)備、終端、移動終端、移動設(shè)備等，本發(fā)明對此不限定。設(shè)備可以通過集中器將采集到的數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，同樣地，集中器與可以將服務(wù)器的信息發(fā)送至對應(yīng)的設(shè)備。其中，設(shè)備、集中器與服務(wù)器之間的通信系統(tǒng)可以是星型網(wǎng)的組網(wǎng)模式，或者也可以是網(wǎng)格網(wǎng)的組網(wǎng)模式。

如圖1所示為星型網(wǎng)的一個示意圖。圖1中示出了服務(wù)器10、集中器20以及終端30。其中，終端30包括終端1、終端2、…、終端N。圖1中所示的虛線表示集中器20與終端30之間的通訊鏈路。

如圖2所示為網(wǎng)格網(wǎng)的一個示意圖。圖2中示出了服務(wù)器10、集中器20以及終端30。其中，終端30包括終端1、終端2、…、終端N。且終端3至終端N需經(jīng)過終端1或終端2與集中器20進行通信，即終端之間互聯(lián)，使得終端3至終端N與集中器20之間為多跳互聯(lián)。圖2中所示的虛線表示集中器20與終端30之間的通訊鏈路、以及兩個終端30之間的通訊鏈路。

應(yīng)注意，圖2僅是示意性的一例，例如，終端N與集中器20之間可以具有更多層的級聯(lián)關(guān)系，每一層的終端的數(shù)量可以更多或更少，本發(fā)明對此不限定。

本發(fā)明實施例中，圖1與圖2中的服務(wù)器10與集中器20之間可以采用現(xiàn)有的連接方式以及通信協(xié)議。例如，服務(wù)器10與集中器20之間可以是光纖連接，服務(wù)器10與集中器20之間可以采用3G或4G協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信。

本發(fā)明實施例中，可以將集中器20與終端30統(tǒng)稱為節(jié)點，節(jié)點分為發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點。針對圖1，發(fā)送節(jié)點可以為集中器20，接收節(jié)點可以為終端30(N個)。針對圖2，發(fā)送節(jié)點可以為集中器20，接收節(jié)點可以為終端1/終端2?；蛘?，發(fā)送節(jié)點可以為終端1/終端2，接收節(jié)點可以為終端3～N(N-2個)。

圖3為本發(fā)明實施例的信息傳輸?shù)姆椒ǖ囊粋€示意性流程圖。圖3所示的方法可以由發(fā)送節(jié)點執(zhí)行，該方法包括：

S101，為多個數(shù)據(jù)流分配具有不同延時的循環(huán)移位的多個擴頻碼，所述多個擴頻碼與所述多個數(shù)據(jù)流一一對應(yīng)，且所述多個擴頻碼的碼長均相等。

本發(fā)明實施例中，擴頻碼可以為偽隨機m序列或Gold碼，或者也可以為其他擴頻碼，這里不做限定。

可選地，擴頻碼為偽隨機m序列，多個擴頻碼為多個偽隨機m序列。假設(shè)每個偽隨機m序列的長度均為F。另外，F(xiàn)也可以稱為碼長或擴頻因子或擴頻長度等，F(xiàn)的具體值可以是預(yù)先配置的，舉例來說，F(xiàn)＝2^k-1,k＝2,3,...。m序列可以是由生成多項式以及初值所決定的。舉例來說，F(xiàn)＝63時，m序列的生成多項式為：f(x)＝x⁶+x+1，其中，初值可以是預(yù)先配置的。

多個偽隨機m序列可以是基于一個原始的長度為F的m序列p(n)經(jīng)過循環(huán)移位d位后生成的。

假設(shè)原始序列p(n)為：p(0),p(1),…,p(F-1)。經(jīng)過循環(huán)移位d位后的序列p_d(n)為：p(d),p(d+1),…,p(F-1),p(0),p(1)…p(d-1)。

這樣，經(jīng)過周期循環(huán)移位，即可基于原始的m序列p(n)生成具有不同延時的循環(huán)移位的多個偽隨機m序列。

可理解，多個數(shù)據(jù)流是可以是發(fā)送至一個終端或多個終端的，且多個數(shù)據(jù)流的數(shù)量不大于偽隨機m序列的長度。假設(shè)多個數(shù)據(jù)流為N個數(shù)據(jù)流，則N≤F。

S102，根據(jù)對應(yīng)的擴頻碼，對所述多個數(shù)據(jù)流中的每個數(shù)據(jù)流分別進行處理，得到多個處理后的數(shù)據(jù)流。

具體地，針對每個數(shù)據(jù)流，執(zhí)行以下操作，得到處理后的數(shù)據(jù)流：

把數(shù)據(jù)流中的物理層信令加擾，并依次進行信道編碼和交織，得到處理后的物理層信令；把所述數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)報文加擾，并依次進行信道編碼和交織，得到處理后的數(shù)據(jù)報文；將幀起始標識、所述處理后的物理層信令以及所述處理后的數(shù)據(jù)報文進行復(fù)用，得到復(fù)用后的碼流；根據(jù)與所述數(shù)據(jù)流對應(yīng)的擴頻碼，對所述復(fù)用后的碼流進行調(diào)制，得到所述處理后的數(shù)據(jù)流。

可見，S102是對每個數(shù)據(jù)流進行獨立的處理，可以并行地執(zhí)行。

本發(fā)明實施例中，物理層的幀結(jié)構(gòu)可以如圖4所示，包括：前導(dǎo)碼(preamble)301，幀起始標識302、物理層信令303和物理層載荷(payload)304。具體地，圖4示出的為具有相同擴頻因子的4個數(shù)據(jù)流的幀結(jié)構(gòu)。且如圖5所示，物理層信令303包括長度域3031，控制域3032，標識域3033和校驗域3034。

幀起始標識302可以為R1比特的二進制序列，其中，R1為正整數(shù)。也就是說，幀起始標識302的形式可以為二進制序列，且該二進制序列的長度為R1比特。其中，R1的具體值可以是預(yù)先配置好的。

標識域3033可以用于物理層過濾所述數(shù)據(jù)報文。如果根據(jù)標識域3033確定不是自己的報文，那么可以不接收后面的物理層載荷304，這樣可以減少功耗。

具體地，針對每個數(shù)據(jù)流的處理中，加擾可以采用成熟的加擾方法。物理層信令所使用的加擾與數(shù)據(jù)報文所使用的加擾的方法可以相同或不同。

可選地，信道編碼可以采用成熟的編碼方法，例如可以是卷積碼、Turbo碼或者LDPC碼等。物理層信令所使用的信道編碼的方法與數(shù)據(jù)報文所使用的信道編碼的方法可以相同或不同。

可選地，交織可以采用塊交織等。物理層信令所使用的交織的方法與數(shù)據(jù)報文所使用的交織的方法可以相同或不同。

另外，可選地，不同的數(shù)據(jù)流所使用的加擾的方法可以相同或不同，不同的數(shù)據(jù)流所使用的信道編碼的方法可以相同或不同，不同的數(shù)據(jù)流所使用的交織的方法可以相同或不同，本發(fā)明對此不限定。

由此可見，針對每一個數(shù)據(jù)流，可以先生成數(shù)據(jù)報文、物理層信令和幀起始標識。數(shù)據(jù)報文經(jīng)過加擾、信道編碼和交織后，輸出給復(fù)用器。物理層信令經(jīng)過加擾、信道編碼和交織后，輸出給復(fù)用器。生成的幀起始標識直接輸出給復(fù)用器。復(fù)用器可以先發(fā)送幀起始標識，然后是物理層信令，最后是數(shù)據(jù)報文。

可選地，對所述復(fù)用后的碼流進行調(diào)制，得到處理后的數(shù)據(jù)流，可以包括：把復(fù)用后的碼流進行星座圖映射，并把所述星座圖映射后的信號進行直接序列擴頻調(diào)制，得到調(diào)制后的信號即為處理后的數(shù)據(jù)流。

其中，所述星座圖映射包括以下中的至少一種：BPSK，QPSK，QAM和差分映射。差分映射可以為DBPSK或者DQPSK等。

其中，擴頻調(diào)制的擴頻序列是在S101中所分配的與當前數(shù)據(jù)流所對應(yīng)的擴頻碼。

S103，將所述多個處理后的數(shù)據(jù)流進行加權(quán)求和，得到相加后的信號。

具體地，將多個處理后的數(shù)據(jù)流分別乘以相應(yīng)的權(quán)重，再相加，即可得到相加后的信號。

其中，加權(quán)求和所使用的權(quán)重可以是預(yù)先配置的。

S104，將所述相加后的信號與前導(dǎo)碼進行復(fù)用，得到數(shù)字信號。

也就是說，在相加后的序列前加上前導(dǎo)碼。

可選地，所述前導(dǎo)碼包括重復(fù)R2次的Zadoff-Chu序列(簡稱為ZC序列)和重復(fù)R3次的Zadoff-Chu共軛序列，其中，R2和R3均為正整數(shù)。也就是說，前導(dǎo)碼可以分為2部分，第一部分為重復(fù)R2次的Zadoff-Chu序列，第二部分為重復(fù)R3次的Zadoff-Chu共軛序列，R2和R3的值可以是配置的。其中，前導(dǎo)碼所包括的兩部分可以是第一部分在前第二部分在后，或者第二部分在前第一部分在后。也就是說，可以先發(fā)送ZC序列再發(fā)送ZC共軛序列；或者也可以先發(fā)送ZC共軛序列再發(fā)送ZC序列本發(fā)明對此不限定。

本發(fā)明實施例中，Zadoff-Chu共軛序列也可以稱為共軛Zadoff-Chu序列，或簡稱為ZC共軛序列，本發(fā)明對此不限定。

Zadoff-Chu序列可以表示為：其中，j為虛數(shù)單位，p為整數(shù)，u和F互質(zhì)，且0<u<F。

即：gcd(u,F)＝1，0<u<F。

本發(fā)明實施例對u、F和p的取值不做限定，作為一例，u＝1，F(xiàn)＝2^k-1，k＝2,3,...，p＝-(F+1)/2。

S105，對所述數(shù)字信號進行處理，得到發(fā)射信號。

具體地，S105包括：將所述數(shù)字信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換為模擬信號；將所述模擬信號通過上變頻后，生成射頻信號；將所述射頻信號經(jīng)過功率放大后，得到所述發(fā)射信號。

其中，可以通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)實現(xiàn)數(shù)字信號到模擬信號的轉(zhuǎn)換。

S106，發(fā)送所述發(fā)射信號。

具體地，可以經(jīng)過發(fā)送節(jié)點的天線，將該發(fā)射信號發(fā)送至接收節(jié)點。

基于以上的描述，本發(fā)明實施例中，發(fā)送節(jié)點發(fā)送發(fā)射信號的方法可以如圖6所示。其中，圖6中的射頻輸出即為S106中的發(fā)射信號。應(yīng)注意，盡管圖6中示出的多個數(shù)據(jù)流為2個數(shù)據(jù)流，本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，數(shù)據(jù)流的數(shù)量可以為更多個。

即可以包括：首先給每個數(shù)據(jù)流分配一個不同延時的循環(huán)移位隨機m序列碼，碼長度相同，每個數(shù)據(jù)流獨立地執(zhí)行以下的第一步、第二步和第三步。第一步，把報文加擾，然后進行信道編碼，交織，輸出給復(fù)用器。第二步，物理層信令經(jīng)過加擾，信道編碼，交織，輸出給復(fù)用器。第三步，數(shù)據(jù)報文，物理層信令和幀起始標識通過復(fù)用器之后，進行調(diào)制。第四步，把每路調(diào)制后的信號乘以加權(quán)值，再相加。第五步，相加后的信號和前導(dǎo)碼復(fù)用后輸出給數(shù)模轉(zhuǎn)換器。第五步，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸出的模擬信號經(jīng)過上變頻，功率放大后，通過天線發(fā)送出去。

這樣，本發(fā)明實施例中的發(fā)送節(jié)點可以實現(xiàn)同時發(fā)送多個數(shù)據(jù)流，可以避免多次發(fā)送造成的功耗。并且通過分配具有不同延時的循環(huán)移位的多個擴頻碼，可以保證數(shù)據(jù)流之間的相互獨立性。

針對圖1所示的場景，作為一例，集中器20可以將N個數(shù)據(jù)流同時發(fā)送至終端1～N。作為另一例，集中器20可以將多個數(shù)據(jù)流同時發(fā)送至某一個終端。這樣，多個數(shù)據(jù)流的同時發(fā)送能夠減小集中器20的發(fā)送功耗，并且能夠?qū)崿F(xiàn)廣域覆蓋。

作為另一種情形，在多個數(shù)據(jù)流的數(shù)量過多的情況下，可以將該多個數(shù)據(jù)流分成多組，針對每一組執(zhí)行上述S101至S104的方法之后，再將多組得到的數(shù)字信號進行加權(quán)求和，得到加權(quán)后的數(shù)字信號。進一步，可在S105中，對加權(quán)后的數(shù)字信號進行處理，得到發(fā)射信號。并在S106中，發(fā)送該發(fā)射信號。

舉例來說，假設(shè)有4個數(shù)據(jù)流，可以分為兩組，前兩個數(shù)據(jù)流為1組，后兩個數(shù)據(jù)流為另一組。那么，針對該4個數(shù)據(jù)流的發(fā)送的過程可以參見圖7所示。詳細流程這里不再贅述。

可見，本發(fā)明實施例提出了一種全新的節(jié)點間的互聯(lián)方法，該方法能夠滿足低功耗，廣域覆蓋，接入海量終端和低成本的需求。

圖8是本發(fā)明實施例的信息傳輸?shù)姆椒ǖ牧硪粋€示意性流程圖。圖8所示的方法由接收節(jié)點執(zhí)行。具體地，每個數(shù)據(jù)流采用獨立的接收節(jié)點進行接收。接收節(jié)點可以并行地接收多個數(shù)據(jù)流。其中，接收節(jié)點接收單個數(shù)據(jù)流的方法包括：

S201，接收發(fā)射信號。

具體地，通過接收天線接收發(fā)送節(jié)點發(fā)送的發(fā)射信號。例如，可以是發(fā)送節(jié)點在S106發(fā)送的發(fā)射信號中的單個數(shù)據(jù)流。

S202，對所述發(fā)射信號進行處理，得到數(shù)字信號。

具體地，可以將所述發(fā)射信號經(jīng)過低噪放大后，得到射頻信號；將所述射頻信號通過下變頻后，得到模擬信號；將所述模擬信號經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后，得到所述數(shù)字信號。

也就是說，可以將發(fā)射信號經(jīng)過低噪放大，下變頻，模數(shù)轉(zhuǎn)換(A/D)，變換成數(shù)字信號。

S203，對所述數(shù)字信號進行同步處理，得到同步后的信號。

具體地，S203可以包括：獲取所述數(shù)字信號中的第一Zadoff-Chu序列和第一Zadoff-Chu共軛序列；根據(jù)所述第一Zadoff-Chu序列和所述第一Zadoff-Chu共軛序列，確定頻偏和符號偏差；根據(jù)所述頻偏和所述符號偏差，對所述數(shù)字信號進行補償；對所述補償之后的信號進行解擴操作，得到所述同步后的信號。

這里的同步處理可以包括載波同步、符號同步和幀同步。也就是說，數(shù)字信號同步可以分為3部分，分別為載波同步、符號同步和幀同步。

其中，可以利用Zadoff-Chu序列/Zadoff-Chu共軛序列的特性來進行載波同步和符號同步。

其中，根據(jù)所述第一Zadoff-Chu序列和所述第一Zadoff-Chu共軛序列，確定頻偏和符號偏差，包括：根據(jù)所述第一Zadoff-Chu序列和預(yù)設(shè)的第二Zadoff-Chu共軛序列，通過快速傅里葉變換計算第一頻率；根據(jù)所述第一Zadoff-Chu共軛序列和預(yù)設(shè)的第二Zadoff-Chu序列，通過快速傅里葉變換計算第二頻率；根據(jù)所述第一頻率和所述第二頻率，計算得到所述頻偏和所述符號偏差。

本實施例中，將系統(tǒng)頻偏表示為fo，符號偏差表示為to。另外，可以將第一頻率表示為f1，第二頻率表示為f2。計算頻偏fo和符號偏差to可以包括如下三步：

第一步：若第一Zadoff-Chu序列為：

$r\left(n\right)=e^{-\frac{j\mathrm{\&pi;}(n-to)(n-to-F)}{F}+j2\mathrm{\&pi;}n\left(\frac{fo}{fs}\right)}+w\left(n\right),n=0,1,...,N-1.$

其中，fs為符號速率。可理解，第一Zadoff-Chu序列為接收到的序列。

若第二Zadoff-Chu共軛序列為：

$x\left(n\right)=e^{\frac{j\mathrm{\&pi;}n(n-F)}{F}}.$

可理解，第二Zadoff-Chu共軛序列為本地Zadoff-Chu共軛序列。

進一步地，可以根據(jù)r(n)和x(n)，通過快速傅里葉變換(Fast Fourier Transformation，F(xiàn)FT)計算f1。

也就是說，把第一Zadoff-Chu序列乘以本地產(chǎn)生的第二Zadoff-Chu共軛序列，得到：

$y\left(n\right)=r\left(n\right)*x\left(n\right)=e^{-\frac{j\mathrm{\&pi;}to(to+F)}{F}+\frac{j2\mathrm{\&pi;}nto}{F}+j2\mathrm{\&pi;}n\left(\frac{fo}{fs}\right)}+w\left(n\right)*x\left(n\right)$

忽略噪聲，再用FFT計算乘積后的序列y(n)信號的頻率f1為：

$f1=\frac{fo}{fs}+\frac{to}{F}.$

第二步：若第一Zadoff-Chu共軛序列為：

$r\left(n\right)=e^{\frac{j\mathrm{\&pi;}(n-to)(n-to-F)}{F}+j2\mathrm{\&pi;}n\left(\frac{fo}{fs}\right)}+w\left(n\right),n=0,1,...,N-1.$

其中，fs為符號速率?？衫斫?，第一Zadoff-Chu共軛序列為接收到的序列。

若第二Zadoff-Chu序列為：

$x\left(n\right)=e^{-\frac{j\mathrm{\&pi;}n(n-F)}{F}}.$

可理解，第二Zadoff-Chu序列為本地Zadoff-Chu序列。

進一步地，可以根據(jù)r(n)和x(n)，通過FFT計算f2。

也就是說，把第一Zadoff-Chu共軛序列乘以本地產(chǎn)生的第二Zadoff-Chu序列，得到：

$y\left(n\right)=r\left(n\right)*x\left(n\right)=e^{\frac{j\mathrm{\&pi;}to(to+F)}{F}-\frac{j2\mathrm{\&pi;}nto}{F}+j2\mathrm{\&pi;}n\left(\frac{fo}{fs}\right)}+w\left(n\right)*x\left(n\right)$

忽略噪聲，再用FFT計算乘積后的序列y(n)的頻率f2為：

$f2=\frac{fo}{fs}-\frac{to}{F}.$

第三步，基于上述第一步和第二步分別計算得到的f1和f2，便可以計算出fo和to。

這樣，便可以根據(jù)計算出的頻偏fo和符號偏差to，補償接收序列的頻偏和符號偏差。

進一步，可以根據(jù)補償頻偏和符號偏差后的序列，做數(shù)據(jù)符號解擴操作。即進行幀同步操作。

解擴操作是把接收到的符號序列乘以本地產(chǎn)生的擴頻碼，然后累加乘積后的序列。

假設(shè)接收序列為r(n)，本地m序列為p(n)，解擴操作為：

$y\left(n\right)=\underset{k=0}{\overset{F-1}{\&Sigma;}}r(n*F+k)*p\left(k\right).$

其中，F(xiàn)為擴頻碼，p(n)是本地m序列做1映射1，0映射為-1后得到的。

這里，該解擴操作后的序列y(n)即可理解為同步后的信號。

可選地，在解擴之后，需要檢測幀起始符號，具體地可以采用解擴后的接收序列與幀起始符號互相關(guān)的方法。

假設(shè)解擴后的序列y(n)，幀起始符號碼子sfd(n)，則互相關(guān)計算：

$corr\left(n\right)=\underset{k=0}{\overset{R1-1}{\&Sigma;}}y(n+k)*sfd\left(k\right).$

其中，R1位幀起始標識的長度，幀起始標識為R1比特的二進制序列。sfd(n)是幀起始符號碼做1映射1，0映射為-1后得到的。

當該互相關(guān)的絕對值大于設(shè)定的閾值，就找到了幀起始符號，同步過程結(jié)束。

S204，對所述同步后的信號進行處理，得到物理層信令。

具體地，幀同步后，將解擴的序列y(n)進行解調(diào)，解交織，解信道編碼和解擾，從而得到物理層信令。

如前述實施例所述，物理層信令包括長度域，控制域，標識域和校驗域。其中，標識域用于物理層過濾所述數(shù)據(jù)報文。

進一步地，在S204之后，還可以包括對物理層信令進行校驗計算。

如果校驗不正確，則直接退出。也就是說，若校驗不正確，則不再解調(diào)后續(xù)的數(shù)據(jù)，退出本次接收操作。

如果校驗正確，則可以執(zhí)行后續(xù)處理。具體地，可以根據(jù)配置的過濾幀的規(guī)則，對控制域和標識域進行處理，如果根據(jù)過濾規(guī)則不需要接收載荷，退出這次接收操作。如果根據(jù)過濾規(guī)則需要接收載荷，則繼續(xù)執(zhí)行接收操作，獲取數(shù)據(jù)報文。

可選地，若對所述物理層信令校驗正確，且根據(jù)過濾規(guī)則確定需要接收載荷，如圖9所示，該方法還可以進一步包括：

S205，對物理層信令之后的信號進行處理，得到數(shù)據(jù)報文。

具體地，若對所述物理層信令校驗正確，且根據(jù)過濾規(guī)則確定需要接收載荷，則對所述物理層信令之后的信號進行解調(diào)、解交織、信道解碼和解擾，得到所述數(shù)據(jù)報文。

也就是說，如果根據(jù)過濾規(guī)則，需要接收載荷，則將解擴的物理層信令之后的序列y(n)進行解調(diào)，解交織，解信道編碼和解擾，從而輸出數(shù)據(jù)報文。

基于以上的描述，本發(fā)明實施例中，接收節(jié)點接收發(fā)射信號的方法可以如圖10所示，其中，圖10中的射頻輸入為S201中的發(fā)射信號。該接收的方法可以理解為如下的四步：

第一步，首先通過天線接收信號，經(jīng)過低噪放大，下變頻，模數(shù)轉(zhuǎn)換，變換成數(shù)字信號。

第二步，數(shù)字信號先進行同步處理，包括載波同步，符號同步和幀同步。

第三步，同步后的信號先進行物理層信令解調(diào)，解交織，信道解碼和解擾。

第四步，接收正確的物理層信令，進行幀的過濾和處理，如果需要接收物理載荷，就把物理層信令后的信號進行解調(diào)，解交織，信道解碼和解擾，輸出數(shù)據(jù)報文。

應(yīng)理解，接收節(jié)點并行地接收多個數(shù)據(jù)流，只需針對每個數(shù)據(jù)流分別執(zhí)行圖8或圖9所示的方法即可。

可見，本發(fā)明實施例提出了一種全新的節(jié)點間的互聯(lián)方法，該方法能夠滿足低功耗，廣域覆蓋，接入海量終端和低成本的需求。

圖11是本發(fā)明實施例的節(jié)點的一個結(jié)構(gòu)框圖。圖11所示的節(jié)點50為發(fā)送節(jié)點，包括：分配模塊501、第一處理模塊502、加權(quán)模塊503、復(fù)用模塊504、第二處理模塊505和發(fā)送模塊506。

分配模塊501，用于為多個數(shù)據(jù)流分配具有不同延時的循環(huán)移位的多個擴頻碼，所述多個擴頻碼與所述多個數(shù)據(jù)流一一對應(yīng)，且所述多個擴頻碼的碼長均相等；

第一處理模塊502，用于根據(jù)對應(yīng)的擴頻碼，對所述多個數(shù)據(jù)流中的每個數(shù)據(jù)流分別進行處理，得到多個處理后的數(shù)據(jù)流；

加權(quán)模塊503，用于將第一處理模塊502得到的所述多個處理后的數(shù)據(jù)流進行加權(quán)求和，得到相加后的信號；

復(fù)用模塊504，用于將加權(quán)模塊503得到的所述相加后的信號與前導(dǎo)碼進行復(fù)用，得到數(shù)字信號；

第二處理模塊505，用于對復(fù)用模塊504得到的所述數(shù)字信號進行處理，得到發(fā)射信號；

發(fā)送模塊506，用于發(fā)送第二處理模塊505得到的所述發(fā)射信號。

可選地，所述擴頻碼為偽隨機m序列或Gold碼。

可選地，加權(quán)求和所使用的權(quán)重是預(yù)先配置的。

可選地，所述前導(dǎo)碼包括重復(fù)R2次的Zadoff-Chu序列和重復(fù)R3次的Zadoff-Chu共軛序列，其中，R2和R3均為正整數(shù)。

所述Zadoff-Chu序列表示為：

$x_u=e^{-\frac{j\mathrm{\&pi;}un(n+2p+1)}{F}},$

其中，j為虛數(shù)單位，p為整數(shù)，u和F互質(zhì)，且0<u<F。

可選地，作為一種實現(xiàn)方式，第一處理模塊502，具體用于：針對每個數(shù)據(jù)流，執(zhí)行以下操作，得到處理后的數(shù)據(jù)流：

把數(shù)據(jù)流中的物理層信令加擾，并依次進行信道編碼和交織，得到處理后的物理層信令；把所述數(shù)據(jù)流中的數(shù)據(jù)報文加擾，并依次進行信道編碼和交織，得到處理后的數(shù)據(jù)報文；將幀起始標識、所述處理后的物理層信令以及所述處理后的數(shù)據(jù)報文進行復(fù)用，得到復(fù)用后的碼流；根據(jù)與所述數(shù)據(jù)流對應(yīng)的擴頻碼，對所述復(fù)用后的碼流進行調(diào)制，得到所述處理后的數(shù)據(jù)流。

其中，對所述物理層信令的加擾的方法與對所述數(shù)據(jù)報文的加擾的方法相同或不同；和/或，對所述物理層信令的信道編碼的方法與對所述數(shù)據(jù)報文的信道編碼的方法相同或不同；和/或，對所述物理層信令的交織的方法與對所述數(shù)據(jù)報文的交織的方法相同或不同。

例如，信道編碼的方法可以是卷積碼、Turbo碼或者LDPC碼等。交織的方法可以是塊交織等。

可選地，作為一種實現(xiàn)方式，第一處理模塊502根據(jù)與所述數(shù)據(jù)流對應(yīng)的擴頻碼，對所述復(fù)用后的碼流進行調(diào)制，得到所述處理后的數(shù)據(jù)流，包括：把復(fù)用后的碼流進行星座圖映射，并利用所述對應(yīng)的擴頻碼把所述星座圖映射后的信號進行直接序列擴頻調(diào)制，得到所述處理后的數(shù)據(jù)流。

其中，星座圖映射可以包括以下中的至少一種：BPSK，QPSK，QAM和差分映射。差分映射可以為DBPSK或者DQPSK等。其中，擴頻調(diào)制的擴頻因子可以表示為F，例如，F(xiàn)＝2^k-1,k＝2,3,...。擴頻調(diào)制所使用的擴頻碼為偽隨機m序列或Gold碼。m序列可以是由生成多項式以及初值所決定的。例如，F(xiàn)＝63時，m序列的生成多項式為：f(x)＝x⁶+x+1，其中，初值可以是預(yù)先配置的。

其中，所述物理層信令包括長度域，控制域，標識域和校驗域，其中，所述標識域用于物理層過濾所述數(shù)據(jù)報文。

其中，所述幀起始標識為R1比特的二進制序列，其中，R1為正整數(shù)。

可選地，作為一種實現(xiàn)方式，第二處理模塊505可以具體用于：將所述數(shù)字信號經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換后，轉(zhuǎn)換為模擬信號；將所述模擬信號通過上變頻后，生成射頻信號；將所述射頻信號經(jīng)過功率放大后，得到所述發(fā)射信號。

節(jié)點50能夠?qū)崿F(xiàn)前述圖3至圖7所示的由發(fā)送節(jié)點執(zhí)行的信息傳輸?shù)姆椒?，為避免重?fù)，這里不再贅述。

另外，發(fā)送節(jié)點也可以包括至少一個處理器和存儲器，處理器與存儲器通過總線系統(tǒng)等進行連接通信。其中，存儲器用于存儲指令，處理器可以用于執(zhí)行存儲器所存儲的指令，且處理器執(zhí)行該指令時可以實現(xiàn)前述由發(fā)送節(jié)點實現(xiàn)的信息傳輸?shù)姆椒ā?/p>

處理器可以是中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)或者具有數(shù)據(jù)處理能力和/或指令執(zhí)行能力的其它形式的處理單元，并且可以控制該發(fā)送節(jié)點中的其它組件以執(zhí)行期望的功能。

存儲器可以是易失性存儲器和/或非易失性存儲器。所述易失性存儲器例如可以包括隨機存取存儲器(RAM)和/或高速緩沖存儲器(cache)等。所述非易失性存儲器例如可以包括只讀存儲器(ROM)、硬盤、閃存等。

存儲器可以存儲一個或多個程序指令，處理器可以運行所述程序指令，以實現(xiàn)上述由發(fā)送節(jié)點執(zhí)行的信息傳輸?shù)姆椒ā?/p>

盡管這里已經(jīng)參考附圖描述了示例實施例，應(yīng)理解上述示例實施例僅僅是示例性的，并且不意圖將本發(fā)明的范圍限制于此。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在其中進行各種改變和修改，而不偏離本發(fā)明的范圍和精神。所有這些改變和修改意在被包括在所附權(quán)利要求所要求的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、或者計算機軟件和電子硬件的結(jié)合來實現(xiàn)。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明的范圍。

在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的設(shè)備和方法，可以通過其它的方式實現(xiàn)。例如，以上所描述的設(shè)備實施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實際實現(xiàn)時可以有另外的劃分方式，例如多個單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個設(shè)備，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當理解，為了精簡本發(fā)明并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個，在對本發(fā)明的示例性實施例的描述中，本發(fā)明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該本發(fā)明的方法解釋成反映如下意圖：即所要求保護的本發(fā)明要求比在每個權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如相應(yīng)的權(quán)利要求書所反映的那樣，其發(fā)明點在于可以用少于某個公開的單個實施例的所有特征的特征來解決相應(yīng)的技術(shù)問題。因此，遵循具體實施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨實施例。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，除了特征之間相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征來代替。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實施例。例如，在權(quán)利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

本發(fā)明的各個部件實施例可以以硬件實現(xiàn)，或者以在一個或者多個處理器上運行的軟件模塊實現(xiàn)，或者以它們的組合實現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以在實踐中使用微處理器或者數(shù)字信號處理器(DSP)來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的物品分析設(shè)備中的一些模塊的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實現(xiàn)為用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的裝置程序(例如，計算機程序和計算機程序產(chǎn)品)。這樣的實現(xiàn)本發(fā)明的程序可以存儲在計算機可讀介質(zhì)上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以從因特網(wǎng)網(wǎng)站上下載得到，或者在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式或?qū)唧w實施方式的說明，本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準。