面向物联网的抗干扰LoRa物理层设计

摘要

为降低LoRa物理层在相同扩频因子(Spreading Factor,SF)干扰下的误比特率(Bit Error Rate,BER),设计一种新的抗干扰LoRa物理层通信模型,采用汉明码作为信道编码,利用啁啾扩频调制(Chirp Spread Spectrum,CSS)作为调制方式,设计符号交织和双倍对角矩阵交织器将汉明码和CSS调制串联,形成一种比特交织编码调制结构,分散干扰造成的突发连续错误。采用蒙特卡洛法在高斯和瑞利信道下进行BER性能仿真,结果表明,在干扰通信环境下,传统LoRa物理层BER曲线存在误码平层问题,BER降至10-3后不再随信噪比增加而降低,而抗干扰LoRa物理层有效消除误码平层现象,高信噪比下的BER比传统LoRa降低一个数量级。说明抗干扰LoRa物理层可有效改善干扰下的BER性能,降低多节点物联网通信网络的数据包重传次数和能量消耗,从而延长网络生命周期。