基于模拟扩频信号处理的超低功耗LoRa唤醒机制

作     者：冯陆崴 朱丰源 田晓华 FENG Luwei;ZHU Fengyuan;TIAN Xiaohua

作者机构：上海交通大学电子信息与电气工程学院电子工程系上海200240 

出 版 物：《信号处理》 (Journal of Signal Processing)

年 卷 期：2023年第39卷第6期

页      面：1079-1088页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 

基　　金：国家重点研发项目(2020YFB1708700) 国家自然科学基金项目(61922055,61872233,61829201,61532012,61325012,61428205)。 

主　　题：超低功耗 LoRa 模拟解扩频 唤醒机制 

摘      要：在基于LoRa(Long Range Radio)的大规模物联网系统中,为了在低功耗的前提下降低通信延迟,同时与LoRa系统的通信距离相近,提出一种基于低功耗下变频和模拟解扩频机制的LoRa唤醒接收机制。首先利用发射机发出一个标准的LoRa前导码序列和一个与其中心频率有一定频率差的单音载波。其次在接收端天线对前导码序列和载波同时接收后,利用肖特基二极管的非线性效应,使两个信号完成混频,即单音载波充当本振信号并实现LoRa信号的下变频。然后控制射频开关的通断时序完成对接收信号的解扩频。最后对解调信号进行基带处理,利用两路正交信号降低误码率。理论分析和仿真结果表明,本文提出的基于模拟扩频信号处理的超低功耗唤醒机制在LoRa系统中具有可行性,接收灵敏度最高达到-136 dBm且整体功耗仅为137μW。