【技术实现步骤摘要】
本申请涉及通信，尤其涉及一种基于低功耗广域网络的频偏预补偿方法、装置以及系统。
技术介绍
1、lpwan(low power wide area network)低功耗广域网络是一种针对物联网应用设计的无线通信技术，具有广覆盖、低功耗、低成本和长电池寿命等特点，适用于需要远距离传输数据的场景，如智能城市、农业、工业自动化和智能家居等领域。
2、lpwan技术常见的标准包括lora、sigfox、nb-iot等，其中lora技术由于其无需运营商网络覆盖，不限地域的灵活部署、易组网、成本低等优势得到了快速的推广和应用。lora采用chirp扩频调制技术，该调制方式有很强的抗频偏能力。在采用chirp调制技术或者lora调制标准的系统中，需要根据接收信号进行载波频偏(carrier frequency offset，cfo)纠正或者补偿，通过对接收信号的频偏进行修正可以得到正确的解调结果，因此频偏估计和修正的效果也直接影响了解调性能。
3、lpwan系统考虑低功耗和低成本，因此lpwan终端节点的器件性能通常能力偏低，在终端节点上所采用的算法应尽量简单，而lpwan网关节点所选器件性能和运算能力更强，可以承担更多更复杂的功能和算法。频偏估计和频偏纠正的效果与节点所能提供运算能力有关，在终端节点上处理更多数据或者应用更加复杂的算法会增加终端节点的功耗，减少终端节点的使用寿命。
技术实现思路
1、本申请实施方式旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本
2、本申请实施方式提供一种基于低功耗广域网络的频偏预补偿方法，网关节点和终端节点能够基于低功耗广域网络进行信号传输，方法应用于网关节点，方法包括：根据接收信号的信号特性，对接收信号进行频偏估计，得到频偏估计结果；基于频偏估计结果和下行信号的帧结构特性，对下行信号进行频偏预补偿，以便将频偏预补偿后的下行信号发送给终端节点。
3、示例性地，网关节点包括上行接收机和下行发送机；在根据接收信号的信号特性，对接收信号进行频偏估计，得到频偏估计结果之前，方法还包括：在上行接收机和下行发送机之间存在频偏的情况下，对接收信号进行载波频偏修正，得到修正后的接收信号。
4、示例性地，根据接收信号的信号特性，对接收信号进行频偏估计，得到频偏估计结果，包括：对接收信号和本地信号进行计算，以确定接收信号的信号特性是否影响信号峰值；在确定接收信号的信号特性影响信号峰值的情况下，对接收信号进行信号处理计算，得到频偏估计结果。
5、示例性地，在确定接收信号的信号特性影响信号峰值的情况下，对接收信号进行信号处理计算，得到频偏估计结果，包括：在确定接收信号的信号特性影响信号峰值的情况下，对接收信号进行信号处理计算，得到第一载波频偏和第二载波频偏，其中，第一载波频偏影响信号的峰值位置，第二载波频偏影响信号的峰值下降和/或峰值偏移；将第一载波频偏和第二载波频偏，确定为频偏估计结果。
6、示例性地，下行信号的帧结构包括前序部分、控制参数部分和数据载荷部分；基于频偏估计结果和下行信号的帧结构特性，对下行信号进行频偏预补偿，包括：基于下行信号的帧结构特性，确定下行信号的帧结构中所包括前序部分、控制参数部分和数据载荷部分；基于频偏估计结果，确定针对前序部分的第一频偏补偿序列、针对控制参数部分的第二频偏补偿序列以及针对数据载荷部分的第三频偏补偿序列；基于第一频偏补偿序列、第二频偏补偿序列以及第三频偏补偿序列，分别对前序部分、控制参数部分和数据载荷部分进行频偏预补偿。
7、示例性地，基于频偏估计结果，确定针对前序部分的第一频偏补偿序列、针对控制参数部分的第二频偏补偿序列以及针对数据载荷部分的第三频偏补偿序列，包括：基于频偏估计结果，确定下行偏移值；基于频偏估计结果和下行偏移值，确定第一频偏补偿序列；基于下行偏移值，确定第二频偏补偿序列以及第三频偏补偿序列。
8、示例性地，网关节点包括上行接收机和下行发送机；基于频偏估计结果，确定下行偏移值，包括：基于频偏估计结果、上行接收机的上行载波频点、下行发送机的下行载波频点、上行接收机的上行采样频率、下行发送机的下行采样频率，确定下行偏移值。
9、示例性地，下行信号的帧结构包括多个符号，每个符号包括前序部分、控制参数部分和数据载荷部分；基于第一频偏补偿序列、第二频偏补偿序列以及第三频偏补偿序列，分别对前序部分、控制参数部分和数据载荷部分进行频偏预补偿，包括：对于多个符号中的每个符号，基于第一频偏补偿序列对该符号中的前序部分进行频偏预补偿；对于多个符号，按照符号周期基于第二频偏补偿序列和第三频偏补偿序列，分别对控制参数部分和数据载荷部分进行频偏预补偿。
10、示例性地，在将频偏预补偿后的下行信号发送给终端节点之后，终端节点在接收下行信号之前完成时间同步。
11、本申请另一实施方式提供一种基于低功耗广域网络的频偏预补偿装置，网关节点和终端节点能够基于低功耗广域网络进行信号传输，装置应用于网关节点，装置包括：频偏估计估计模块，用于根据接收信号的信号特性，对接收信号进行频偏估计，得到频偏估计结果；频偏预补偿模块，用于基于频偏估计结果和下行信号的帧结构特性，对下行信号进行频偏预补偿，以便将频偏预补偿后的下行信号发送给终端节点。
12、本申请另一实施方式提供一种网关节点，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述任一项实施方式的方法的步骤。
13、本申请另一实施方式提供一种基于低功耗广域网络的通信系统，通信系统包括网关节点和终端节点，网关节点用于序时实现上述任一项实施方式的方法的步骤。
14、本申请另一实施方式提供计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述任一项实施方式的方法的步骤。
15、本申请另一实施方式提供一种计算机程序产品，计算机程序产品中包括指令，指令被计算机设备的处理器执行时，使得计算机设备能够执行上述任一项实施方式的方法的步骤。
16、上述实施方式中，根据接收信号的信号特性，对接收信号进行频偏估计，得到频偏估计结果；基于频偏估计结果和下行信号的帧结构特性，对下行信号进行频偏预补偿，以便将频偏预补偿后的下行信号发送给终端节点。本申请基于信号特性以及帧结构特性，通过网关节点进行载波频偏预补偿，以优化物联网终端节点的性能和降低终端节点的功耗。
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1.一种基于低功耗广域网络的频偏预补偿方法，其特征在于，网关节点和终端节点能够基于所述低功耗广域网络进行信号传输，所述方法应用于所述网关节点，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关节点包括上行接收机和下行发送机；在根据接收信号的信号特性，对所述接收信号进行频偏估计，得到频偏估计结果之前，所述方法还包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据接收信号的信号特性，对所述接收信号进行频偏估计，得到频偏估计结果，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在确定所述接收信号的信号特性影响信号峰值的情况下，对所述接收信号进行信号处理计算，得到所述频偏估计结果，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行信号的帧结构包括前序部分、控制参数部分和数据载荷部分；所述基于所述频偏估计结果和下行信号的帧结构特性，对所述下行信号进行频偏预补偿，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述频偏估计结果，确定针对所述前序部分的第一频偏补偿序列、针对所述控制参数
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述网关节点包括上行接收机和下行发送机；所述基于所述频偏估计结果，确定下行偏移值，包括：
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述下行信号的帧结构包括多个符号，每个符号包括前序部分、控制参数部分和数据载荷部分；所述基于所述第一频偏补偿序列、所述第二频偏补偿序列以及所述第三频偏补偿序列，分别对所述前序部分、所述控制参数部分和所述数据载荷部分进行频偏预补偿，包括：
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将频偏预补偿后的下行信号发送给所述终端节点之后，所述终端节点在接收所述下行信号之前完成时间同步。
10.一种基于低功耗广域网络的频偏预补偿装置，其特征在于，网关节点和终端节点能够基于所述低功耗广域网络进行信号传输，所述装置应用于所述网关节点，所述装置包括：
11.一种网关节点，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-9中任一项所述的方法的步骤。
12.一种基于低功耗广域网络的通信系统，其特征在于，所述通信系统包括网关节点和终端节点，所述网关节点用于实现权利要求1-9中任一项所述的方法的步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于低功耗广域网络的频偏预补偿方法，其特征在于，网关节点和终端节点能够基于所述低功耗广域网络进行信号传输，所述方法应用于所述网关节点，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网关节点包括上行接收机和下行发送机；在根据接收信号的信号特性，对所述接收信号进行频偏估计，得到频偏估计结果之前，所述方法还包括：
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据接收信号的信号特性，对所述接收信号进行频偏估计，得到频偏估计结果，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在确定所述接收信号的信号特性影响信号峰值的情况下，对所述接收信号进行信号处理计算，得到所述频偏估计结果，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述下行信号的帧结构包括前序部分、控制参数部分和数据载荷部分；所述基于所述频偏估计结果和下行信号的帧结构特性，对所述下行信号进行频偏预补偿，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述频偏估计结果，确定针对所述前序部分的第一频偏补偿序列、针对所述控制参数部分的第二频偏补偿序列以及针对所述数据载荷部分的第三频偏补偿序列，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述网关节点包括上行接收机和下行...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨祁，占兆武，庞振江，李龙，刘鑫，黄彪，
申请(专利权)人：深圳市国电科技通信有限公司，
类型：发明
国别省市：
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