【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信，特别涉及低功耗广域网下的低功耗物理层的设计并提出了turbo-fsk-qpsk方案，给出了发射机和接收机的结构。
技术介绍
1、turbo码已经被证明能够接近信道容量，并被认为是信道编码的重大突破，这个概念依赖于由交织器分隔的两个递归系统卷积码(rsc)编码器的并行连接，通过使用交织器，两个编码器操作同一组信息位，但有不同的输入序列，因此不同的输出序列。频移键控(fsk)正交调制的主要优点之一就是它的恒定包络调制。使用这种类型的调制可以释放功率放大器(pa)的约束，提高其效率并降低其成本。此外，fsk是一项众所周知的技术，由于多种现成的解决方案的可用性，使用主流技术可能非常有吸引力，并且fsk调制可以通过正交频分复用(ofdm)收发器来实现。
2、近年来，新的低功耗广域网的物理层设计是新一代物联网网络的一个关键问题，因为预计在未来几年中将有大量的连接设备需要这种连接解决方案，而现有的工业级解决方案只能针对特定的情景给出固定的方案，无法做到频谱效率和能量效率的平衡，因此设计一种新的物理层解决方案能够有效的解决这一矛盾，从而达到低功耗的要求，具有非常深远的意义和重要的理论研究价值和应用前景。
3、有鉴于此特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是针对低功耗广域网系统，提供了一种新的物理层设计方案，以有效降低传输时的功率。
2、本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种新的物理层设计方案并给出了
3、考虑在级联的方案中发射机把正交的fsk波形作为码字，将输入的信号交织后送入奇偶校验累加编码器；
4、利用后验概率对数比(log-app)的译码方式，它与信道观测值有关，可以通过前端对接受序列执行dft来计算；
5、作为一种实施例，所述考虑在级联的方案中发射机把正交的fsk波形作为码字，将输入的信号交织后送入奇偶校验累加编码器，包括：
6、步骤11，设q是信息块矩阵，大小为q′×nq′，因此，nq′＝q/q′，即信息块中长度为q′的二级制字的数量。它有nq′个行向量b＝{bn}n∈{0,…,q′-1}，turbo-fsk-qpsk发射机由λ级并联结构组成；
7、步骤12，输入奇偶校验累加编码器的每一行b都被按顺序处理。计算q′位和存储器的模2加，并且通过结果更新存储器。这个过程可以解释为在q′信息位的奇偶校验上应用累加器。编码器产生长度为q′+1位的字，包括q′输入位和累加器的输出；
8、按照惯例，存储器的初始状态设置为0，通过添加一个额外的信息字，最终状态被强制设置为0。由于这个字的值依赖于前面的nq′个字，所以必须在编码过程中计算出来。最后，编码器生成大小为m′＝q′+1的nq′+1编码字；
9、步骤13，将这些nq′+1二进制字被馈送到fsk映射块，它将m′比特与字母表的4m＝2m′码字之一相关联。为了执行fsk信号，由厄米特转置离散傅里叶变换(dft)矩阵(或离散傅里叶反变换(idft))构造而成，其中并且：
10、其中是单位的m次根。因此，输出码字是4m个码片的行向量，并且每个元素都是一个复数。第l(l∈{0,…,λ-1})级输出大小为4m×(nq′+1)的矩阵s(l)表示；
11、步骤14，将每个阶段的输出然后连接到一个信号x中，它包含λ×(nq′+1)fsk码字。
12、作为一种实施例，所述利用后验概率对数比(log-app)的译码方式，它与信道观测值有关，可以通过前端对接受序列执行dft来计算，包括：
13、步骤21，根据检测器给出的似然值和其他解码器给出的先验概率，计算p的乘积；
14、步骤22，对于每次转换s′→s，使用式计算γt(s′,s)的值；
15、步骤23，在初始化条件α0(0)＝1和下，计算所有t的α和β的值；
16、步骤24，log-app由式计算；
17、由于一个交织器步骤分离每个编码器，在解码时需要正确地反交织先验信息。对所有解码器重复相同的过程。一次迭代是指执行前面提到的4个步骤，迭代可以重复。在迭代结束时，大小为a×q′的矩阵l包含所有解码器的log-app。通过取q′位的每个log-app的符号，l可以做出一个硬判决。
18、本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
19、提出的一种基于turbo-fsk-qpsk技术的新型物理层设计方案性能优于现有的工业级解决方案，且计算复杂度明显低于后者，并且能够逼近信道容量的限制，实现了性能与复杂度的良好折中，同时兼顾频谱效率和能量效率，能够实现低功耗的物联网通信要求。
20、本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.基于Turbo-FSK-QPSK技术的新型物理层设计方案，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用后验概率对数比(log-APP)的译码方式，它与信道观测值有关，可以通过前端对接受序列执行DFT来计算，包括：
【技术特征摘要】
1.基于turbo-fsk-qpsk技术的新型物理层设计方案，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特...
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