专利名称：提高超低功耗无线数据通信频谱效率的方法
技术领域：
本发明涉及一种提高超低功耗无线数据通信传输频谱效率的方法，属于无线通信技术领域。
背景技术：
超低功耗无线数据通信是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术。包括被大家熟知的ZigBee和蓝牙都是这一领域的业界标准之一。其应用领域主要为嵌入在消费性电子设备、家庭和建筑物自动化设备、工业控制装置、电脑外设、医用传感器、玩具和游戏机等设备中，支持小范围的基于无线通信的控制和自动化等领域中的应用，同时还支持地理定位功能。超低功耗无线数据通信。以现有流行的超低功耗无线数据通信标准为例，其中物理层发送/接收技术可简要概括如下:在其物理层中，halfsine 0-QPSK 和 16-ary Orthogonal DSSS 的组合成为了它的调制方式。根据使用的DSSS扩频序列的长度和码片速率的不同分别支持250kb/s的数据速率，现行超低功耗无线数据通信标准中调制方式有如下的规定:根据
图1描述2450MHz物理层调制和扩频可以分为如下几个步骤:1.比特到符号映射(Bit-to-symbol mapping)将上一层需要传输的数据按照每4个比特一组映射为一个符号。2.符号到码片映射(Symbol-to-chip mapping)将16个可能的符号映射为16个长度为32bit的码片序列，如表I所示，第一列表示十进制(decimal)数据符号,第二列表示二进制(binary)数据符号,第三列表示数值扩频序列码片。表I
权利要求
1.一种提高超低功耗无线个人数据通信传输频谱效率的方法，其特征是，物理层调制和扩频步骤中，至少包括以下步骤之一: 采用扩展的Half-Sine O-QPSK调制方式的步骤， 缩短长度的16-ary Orthogonal DSSS扩频序列的步骤。
2.根据权利要求1所述的提高超低功耗无线通信传输频谱效率的方法，其特征是，扩展的调制方式为η /4 DQPSK。
3.根据权利要求2所述的提高超低功耗无线通信传输频谱效率的方法，其特征是，所述π/4 DQPSK的星座图由两个相差/4相位的QPSK星座图组成，Ji/4 DQPSK的符号在星座点之间进行跳转的可能性是受限制的，其符号每次跳转带来的相位改变只能是{JI /4, - 31 /4, 3 31 /4, -3 31 /4}这 4 种可能。
4.根据权利要求3所述的提高超低功耗无线通信传输频谱效率的方法，其特征是，所述π/4 DQPSK的信号跳转轨迹与单位圆重合，该信号轨迹不经过复平面零点，具有平坦的时间信号包络。
5.根据权利要求1所述的提高超低功耗无线通信传输频谱效率的方法，其特征是，所述扩展的调制方式为相位差分QPSK。
6.根据权利要求5所述的提高超低功耗无线通信传输频谱效率的方法，其特征是，所述相位差分QPSK的符号在星座点之间进行跳转的轨迹是受到约束的，其符号每次跳转带来的相位改变只能是{ π /2, -1i /2, Ji，- Ji }这4种可能； 相位差分QPSK的信号跳转轨迹与单位圆重合，该信号轨迹不经过复平面零点，具有平坦的时间信号包络。
7.根据权利要求1所述的提高超低功耗无线通信传输频谱效率的方法，其特征是，所述扩展的调制方式为相位差分16PSK。
8.根据权利要求7所述的提高超低功耗无线通信传输频谱效率的方法，其特征是，所述相位差分16PSK用前后两个符号的相位变化量来表示该符号传递的4个信息比特，相位差分16PSK的符号在星座点之间进行跳转的轨迹是受到约束的，其符号每次跳转带来的相位改变只能是 1> /8, 31 /4, 31 3/8, 31 /2, 31 5/8, η 3/4, η 7/8, Ji , - Ji /8, - π /4, - π 3/8,-π /2，- π 5/8，- π 3/4，-Ji 7/8, - π } 16 种可能； 相位差分16PSK的信号跳转轨迹与单位圆重合，该信号轨迹不经过复平面零点，具有平坦的时间信号包络。
9.根据权利要求1、2、3或7所述的提高超低功耗无线通信传输频谱效率的方法，其特征是，缩短长度的16-ary Orthogonal DSSS扩频序列的步骤为: 对应于原先长度为32比特的16-ary Orthogonal DSSS序列，采用比32比特更短的16-ary Orthogonal DSSS 序列长度，所述比 32 比特更短的 16-ary Orthogonal DSSS 序列长度为4比特、8比特或16比特的序列长度。
全文摘要
本发明公开了一种提高超低功耗无线个人数据通信传输频谱效率的方法，包括采用扩展的O-QPSK调制方式的步骤，缩短长度的16-ary Orthogonal DSSS扩频序列的步骤。本发明扩展了超低功耗无线通信物理层传输调制方式，提高了频率效率，通过调制方式和扩频序列的不同组合可以提供最高8Mbit/s的数据速率，相对于802.15.42450MHz PHY标准的最高250Kbit/s的数据率提高了32倍。提高传输的频率效率的同时保持了和原有标准中的调制技术相同的功率利用率，有益于保持原有的设备复杂度和功耗，使得超低功耗无线通信能够充分的利用频谱资源、降低成本和能耗。
文档编号H04B1/707GK103152314SQ201210548710
公开日2013年6月12日 申请日期2012年12月17日 优先权日2012年12月17日
发明者李革, 李宏 申请人:西安英菲泰尔电子科技有限公司