一種無線通信數據傳輸方法及系統技術方案

本發明專利技術公開了一種無線通信數據傳輸方法及系統，涉及無線通信中的數據傳輸技術領域。該數據傳輸方法包括：當終端發送端處于上行導頻時隙時，向基站接收端發送特定頻率的正弦波；待特定頻率的正弦波發送完成后，向基站接收端發送經OQPSK調制的PN序列，以供基站接收端進行定時同步使用；待PN序列發送完成后，向基站接收端發送經OQPSK調制的編碼數據；基站接收端根據終端發送端發來的正弦波進行信道估計和頻偏同步，根據PN序列進行定時同步和相位估計；在頻偏同步和定時同步之后，利用相位估計對編碼數據進行解調和解碼。本發明專利技術能有效提高無線通信數據傳輸的準確性及可靠性，滿足大數據時代下越來越高的數據傳輸要求。

【技術實現步驟摘要】
一種無線通信數據傳輸方法及系統
本專利技術涉及無線通信中的數據傳輸
，具體來講是一種無線通信數據傳輸方法及系統。
技術介紹
無線通信系統(WirelessCommunicationSystem)指的是通過無線協議利用電磁波傳送信息數據實現通信的一種系統。目前，無線通信系統被廣泛部署用于提供諸如語音、視頻、分組數據、消息接發、廣播等各種通信服務。現有的無線通信系統包括可支持許多終端在前向和反向鏈路上通信的許多基站。前向鏈路(或下行鏈路)指從基站到終端的通信鏈路，而反向鏈路(或上行鏈路)指從終端到基站的通信鏈路。終端可以位于該系統內的任何地方，并且每個終端在任何給定時刻可以處于零個、一個、或多個基站的覆蓋之內。終端可以在反向鏈路上傳送導頻以允許這些基站檢測到該終端，然后再向這些基站發送數據，以實現數據的傳輸。由于無線通信系統主要用于語音、視頻、消息接發、廣播等服務中，因此對數據傳輸的準確性、可靠性及安全性有著較高要求。但隨著終端數量的不斷增加，終端發射越來越密集，其載荷數據及應用多樣性越來越突出，需要傳輸的數據量成倍增加，導致數據傳輸的準確性及安全性受到嚴重影響。而使得現有的無線通信系統已無法滿足大數據時代下準確、可靠、安全的傳輸要求，因此，如何提高無線通信系統在數據傳輸時的準確性、安全性是本領域亟待解決的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服上述
技術介紹
的不足，提供一種無線通信數據傳輸方法及系統，能有效提高無線通信數據傳輸的準確性及可靠性，滿足大數據時代下越來越高的數據傳輸要求。為達到以上目的，本專利技術提供一種無線通信數據傳輸方法，包括以下步驟：S1：當終端發送端處于上行導頻時隙時，向基站接收端發送特定頻率的正弦波，所述特定頻率是從已有的K種標稱頻率中隨機選擇的一種頻率；S2：待特定頻率的正弦波發送完成后，向基站接收端發送經OQPSK調制的PN序列，以供基站接收端進行定時同步使用；S3：待PN序列發送完成后，向基站接收端發送經OQPSK調制的編碼數據，所述編碼數據采用糾錯編碼；S4：基站接收端根據終端發送端發來的正弦波進行信道估計和頻偏同步，根據PN序列進行定時同步和相位估計；在頻偏同步和定時同步之后，利用相位估計對編碼數據進行解調和解碼。在上述技術方案的基礎上，所述終端發送端采用sx1276型號的通信芯片實現特定頻率的正弦波發送；其實現過程包括以下流程：將sx1276通信芯片設置為FSK模式，在FSK模式下，設置正弦波頻率；根據要發送的正弦波時長和比特率設置數據長度；利用配置好的sx1276通信芯片實現正弦波的發送。在上述技術方案的基礎上，步驟S2和步驟S3中所述經OQPSK調制的實現過程如下：將要發送的0、1bit數據轉換成1或-1；對轉換之后的數據進行實虛交錯排列；對得到的實虛交錯序列，從第一個數開始，如果后面的數的相位相對于前面的數的相位增加了90°，那么得到1，如果后面的數的相位相對于前面的數的相位減少了90°，那么得到0，根據上述規則通過實虛交錯排列的1或-1得到對應的0或1數據；將得到的0或1數據送入MSK或者GMSK調制器實現對數據的OQPSK調制。在上述技術方案的基礎上，步驟S4具體包括以下流程：S401：基站接收端根據終端發送端發來的正弦波估計出正弦波的頻率、相位和幅度；根據正弦波的幅度和相位得到終端發送端的信道響應；根據正弦波的頻率，將正弦波的頻率和與正弦波的頻率頻差最小的標稱頻率相減得到頻偏，對正弦波之后的接收信號補償該頻偏，實現頻率同步；S402：基站接收端將接收到的PN序列與已知的PN序列做相關運算，得到定時偏差；補償該定時偏差，實現定時同步，并根據相關值的相位得到相位估計；S403：在頻率同步和定時同步之后，利用相位估計對編碼數據進行解調和解碼。在上述技術方案的基礎上，步驟S3中采用的糾錯編碼為卷積碼。本專利技術同時還提供一種實現上述傳輸方法的無線通信數據傳輸系統，包括終端發送端和基站接收端，所述終端發送端包括正弦波發送單元、PN序列發送單元和編碼數據發送單元；所述正弦波發送單元用于：當終端發送端處于上行導頻時隙時，向基站接收端發送特定頻率的正弦波；所述PN序列發送單元用于：待特定頻率的正弦波發送完成后，向基站接收端發送經OQPSK調制的PN序列；所述編碼數據發送單元用于：待PN序列發送完成后，向基站接收端發送經OQPSK調制的采用糾錯編碼的編碼數據；所述基站接收端用于：根據終端發送端發來的正弦波進行信道估計和頻偏同步；根據PN序列進行定時同步和相位估計；在頻率同步和定時同步之后，利用相位估計對編碼數據進行解調和解碼。在上述技術方案的基礎上，所述正弦波發送單元采用sx1276型號的通信芯片實現特定頻率的正弦波發送；其實現過程包括以下流程：將sx1276通信芯片設置為FSK模式，在FSK模式下，設置正弦波頻率；根據要發送的正弦波時長和比特率設置數據長度；利用配置好的sx1276通信芯片實現正弦波的發送。在上述技術方案的基礎上，所述PN序列發送單元和編碼數據發送單元實現OQPSK調制的過程如下：將要發送的0、1bit數據轉換成1或-1；對轉換之后的數據進行實虛交錯排列；對得到的實虛交錯序列，從第一個數開始，如果后面的數的相位相對于前面的數的相位增加了90°，那么得到1，如果后面的數的相位相對于前面的數的相位減少了90°，那么得到0，根據上述規則通過實虛交錯排列的1或-1得到對應的0或1數據；將得到的0或1數據送入MSK或者GMSK調制器實現對數據的OQPSK調制。在上述技術方案的基礎上，所述基站接收端包括信道估計及頻偏同步單元、定時同步及相位估計單元和解調解碼單元；所述信道估計及頻偏同步單元用于：根據終端發送端發來的正弦波估計出正弦波的頻率、相位和幅度；根據正弦波的幅度和相位得到終端發送端的信道響應；根據正弦波的頻率，將正弦波的頻率和與正弦波的頻率頻差最小的標稱頻率相減得到頻偏，對正弦波之后的接收信號補償該頻偏，實現頻率同步；所述定時同步及相位估計單元用于：將接收到的PN序列與已知的PN序列做相關運算，得到定時偏差；補償該定時偏差，實現定時同步，根據相關值的相位得到相位估計；所述解調解碼單元用于：在頻率同步和定時同步之后，利用相位估計對編碼數據進行解調和解碼。在上述技術方案的基礎上，所述編碼數據發送單元采用的糾錯編碼為卷積碼。本專利技術的有益效果在于：本專利技術的終端發送端在進行上行數據的發送時，是按照上行導頻時隙+PN序列+糾錯編碼數據的幀格式進行發送的，幀格式結構簡單易實現。具體來說，終端發送端在上行導頻時隙時先發送特定頻率的正弦波；待正弦波發送完成后，發送PN序列：待PN序列發送完成后，最后發送采用糾錯編碼的編碼數據。基站接收端在收到終端發送端發來的數據后，根據正弦波進行信道估計和頻偏同步，根據PN序列進行定時同步和相位估計；并在頻偏同步和定時同步之后，利用相位估計對編碼數據進行解調和解碼，從而實現無線通信數據的傳輸。與現有技術相比，本專利技術的整個數據傳輸過程安全、可靠，準確性高。簡單可靠的上行數據幀格式使得即使在大數據量的傳輸下也能保證有效可靠的傳輸，滿足了大數據時代下越來越高的傳輸要求。附圖說明圖1為本專利技術實施例中無線通信數據傳輸方法的流程圖；圖2為OQPSK信號的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無線通信數據傳輸方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：S1：當終端發送端處于上行導頻時隙時，向基站接收端發送特定頻率的正弦波，所述特定頻率是從已有的K種標稱頻率中隨機選擇的一種頻率；S2：待特定頻率的正弦波發送完成后，向基站接收端發送經OQPSK調制的PN序列，以供基站接收端進行定時同步使用；S3：待PN序列發送完成后，向基站接收端發送經OQPSK調制的編碼數據，所述編碼數據采用糾錯編碼；S4：基站接收端根據終端發送端發來的正弦波進行信道估計和頻偏同步，根據PN序列進行定時同步和相位估計；在頻偏同步和定時同步之后，利用相位估計對編碼數據進行解調和解碼。

【技術特征摘要】
1.一種無線通信數據傳輸方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：S1：當終端發送端處于上行導頻時隙時，向基站接收端發送特定頻率的正弦波，所述特定頻率是從已有的K種標稱頻率中隨機選擇的一種頻率；S2：待特定頻率的正弦波發送完成后，向基站接收端發送經OQPSK調制的PN序列，以供基站接收端進行定時同步使用；S3：待PN序列發送完成后，向基站接收端發送經OQPSK調制的編碼數據，所述編碼數據采用糾錯編碼；S4：基站接收端根據終端發送端發來的正弦波進行信道估計和頻偏同步，根據PN序列進行定時同步和相位估計；在頻偏同步和定時同步之后，利用相位估計對編碼數據進行解調和解碼。2.如權利要求1所述的無線通信數據傳輸方法，其特征在于：所述終端發送端采用sx1276型號的通信芯片實現特定頻率的正弦波發送；其實現過程包括以下流程：將sx1276通信芯片設置為FSK模式，在FSK模式下，設置正弦波頻率；根據要發送的正弦波時長和比特率設置數據長度；利用配置好的sx1276通信芯片實現正弦波的發送。3.如權利要求1所述的無線通信數據傳輸方法，其特征在于，步驟S2和步驟S3中所述經OQPSK調制的實現過程如下：將要發送的0、1bit數據轉換成1或-1；對轉換之后的數據進行實虛交錯排列；對得到的實虛交錯序列，從第一個數開始，如果后面的數的相位相對于前面的數的相位增加了90°，那么得到1，如果后面的數的相位相對于前面的數的相位減少了90°，那么得到0，根據上述規則通過實虛交錯排列的1或-1得到對應的0或1數據；將得到的0或1數據送入MSK或者GMSK調制器實現對數據的OQPSK調制。4.如權利要求1所述的無線通信數據傳輸方法，其特征在于，步驟S4具體包括以下流程：S401：基站接收端根據終端發送端發來的正弦波估計出正弦波的頻率、相位和幅度；根據正弦波的幅度和相位得到終端發送端的信道響應；根據正弦波的頻率，將正弦波的頻率和與正弦波的頻率頻差最小的標稱頻率相減得到頻偏，對正弦波之后的接收信號補償該頻偏，實現頻率同步；S402：基站接收端將接收到的PN序列與已知的PN序列做相關運算，得到定時偏差；補償該定時偏差，實現定時同步，并根據相關值的相位得到相位估計；S403：在頻率同步和定時同步之后，利用相位估計對編碼數據進行解調和解碼。5.如權利要求1至4中任一項所述的無線通信數據傳輸方法，其特征在于：步驟S3中，采用的糾錯編碼為卷積碼。6.一種實現權利要求1所述方法的無線通信數據傳輸系統，該系統包括終端發送端和基站接收端，其特...

【專利技術屬性】
技術研發人員：屈代明，江昊，汪志冰，何輝，
申請(專利權)人：武漢拓寶科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：湖北,42