5 NPSS信号的设计与检测 22

5.1 NPSS信号的设计 22

5.2 频偏对NPSS信号检测的影响及解决方法 24

5.3 噪声对NPSS信号检测的影响及解决方法 26

结 论 30

致 谢 31

参考文献 32

1 绪论

1.1 低功耗物联网简介

无线通信技术已高速发展20多年，人与人之间的通信需求已经全面转向人与人、人与物以及物与物之间的互联互通，最终实现万物互联的场景[1]。因此，在移动通信技术从最初的2G发展到4G普遍覆盖的今天，用于物与物之间的通信技术也应运而生，如蓝牙、Zigbee等短距离通信技术。物联网（IoT）为通信行业提供了持续发展的动力。

物联网有希望能够变革我们的生活和工作方式，它可以帮助我们应对人口爆炸、能源危机、资源枯竭和环境污染等全球性挑战。为了实现这一愿景，事物需要感知它们所处的环境，并在物与物、物与人之间分享这些信息，使智能决策能够及时对整个生态系统产生积极的影响。多项独立研究预测，未来十年，物联网行业的数量和收入将大幅增长。到2020年，连接到物联网的设备和使用物联网电子产品的消费者数量将超过使用手机、电脑、笔记本和平板的消费者数量。

然而，传统的通信技术无法同时实现长距离和低功耗两种需求[2]。短距离通信技术（如蓝牙，Zigbee，Z-Wave）和传统无线局域网（WLAN）（如WiFi）不是连接分布在大范围的低功率设备的理想选择。这些技术的范围最多限于几百米，所以设备不能随意部署或者移动到任何地方，这难以满足智慧城市、物流等许多应用的需求，也无法满足物联网所需要的远距离与广覆盖的需求。传统的蜂窝网络（如GSM、LTE）虽然具备覆盖广、移动性强、终端承载量大的特点，但是大型部署成本昂贵。这对移动性较低、通信不频繁、数据量较小的M2M通信来说实在成本过高。蜂窝设备的复杂性和成本高昂主要是因为它们能够处理复杂的波形，针对语音、高速数据和文本进行优化，对于低功率MTC，显然需要剥离复杂性以降低成本。并且，传统蜂窝技术的能源效率也不足以提供十年的电池寿命。因此，一种覆盖广、功耗低、成本低、部署简单、支持大连接的物联网接入技术——低功耗广域网（LPWAN）应运而生。

LPWAN将对传统的蜂窝和短距离无线技术进行补充，来满足物联网应用的各种需求。LPWA技术提供了传统无线技术提供不了的功能，包括低功耗的广域连接和设备的低数据率。LPWAN能覆盖数十到几十公里的大范围，电池寿命能达到十年及以上。通过LPWA技术连接的IoT设备可以随时随地地在其环境中立即感应和交互。

值得一提，LPWA技术是以低数据率（通常为几十Kbit/s）和更高的延迟为代价来实现远距离和低功耗的。因此，LPWA技术并不意味着适用于每一个物联网应用。与需要超低延迟和超高可靠性的CriticalMTC应用相比，我们把更需要低功耗和低成本的这类MTC应用归类为MassiveIoT。虽然LPWAN因此不适用于许多工业物联网，但它满足了智慧城市的许多应用需求，如城市路灯、智能电表、下水道水位探测、物流、环境监测等交换少量数据且交换不频繁的应用场景，所以说LPWAN更加贴近我们的日常生活，因此也引起更大的关注。 LPWAN的LoRa的Chirp扩频技术仿真(2):http://www.chuibin.com/tongxin/lunwen_205623.html