一种无线通信数据传输方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种无线通信数据传输方法及系统，涉及无线通信中的数据传输技术领域。该数据传输方法包括：当终端发送端处于上行导频时隙时，向基站接收端发送特定频率的正弦波；待特定频率的正弦波发送完成后，向基站接收端发送经OQPSK调制的PN序列，以供基站接收端进行定时同步使用；待PN序列发送完成后，向基站接收端发送经OQPSK调制的编码数据；基站接收端根据终端发送端发来的正弦波进行信道估计和频偏同步，根据PN序列进行定时同步和相位估计；在频偏同步和定时同步之后，利用相位估计对编码数据进行解调和解码。本发明专利技术能有效提高无线通信数据传输的准确性及可靠性，满足大数据时代下越来越高的数据传输要求。

【技术实现步骤摘要】
一种无线通信数据传输方法及系统
本专利技术涉及无线通信中的数据传输
，具体来讲是一种无线通信数据传输方法及系统。
技术介绍
无线通信系统(WirelessCommunicationSystem)指的是通过无线协议利用电磁波传送信息数据实现通信的一种系统。目前，无线通信系统被广泛部署用于提供诸如语音、视频、分组数据、消息接发、广播等各种通信服务。现有的无线通信系统包括可支持许多终端在前向和反向链路上通信的许多基站。前向链路(或下行链路)指从基站到终端的通信链路，而反向链路(或上行链路)指从终端到基站的通信链路。终端可以位于该系统内的任何地方，并且每个终端在任何给定时刻可以处于零个、一个、或多个基站的覆盖之内。终端可以在反向链路上传送导频以允许这些基站检测到该终端，然后再向这些基站发送数据，以实现数据的传输。由于无线通信系统主要用于语音、视频、消息接发、广播等服务中，因此对数据传输的准确性、可靠性及安全性有着较高要求。但随着终端数量的不断增加，终端发射越来越密集，其载荷数据及应用多样性越来越突出，需要传输的数据量成倍增加，导致数据传输的准确性及安全性受到严重影响。而使得现有的无线通信系统已无法满足大数据时代下准确、可靠、安全的传输要求，因此，如何提高无线通信系统在数据传输时的准确性、安全性是本领域亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服上述
技术介绍
的不足，提供一种无线通信数据传输方法及系统，能有效提高无线通信数据传输的准确性及可靠性，满足大数据时代下越来越高的数据传输要求。为达到以上目的，本专利技术提供一种无线通信数据传输方法，包括以下步骤：S1：当终端发送端处于上行导频时隙时，向基站接收端发送特定频率的正弦波，所述特定频率是从已有的K种标称频率中随机选择的一种频率；S2：待特定频率的正弦波发送完成后，向基站接收端发送经OQPSK调制的PN序列，以供基站接收端进行定时同步使用；S3：待PN序列发送完成后，向基站接收端发送经OQPSK调制的编码数据，所述编码数据采用纠错编码；S4：基站接收端根据终端发送端发来的正弦波进行信道估计和频偏同步，根据PN序列进行定时同步和相位估计；在频偏同步和定时同步之后，利用相位估计对编码数据进行解调和解码。在上述技术方案的基础上，所述终端发送端采用sx1276型号的通信芯片实现特定频率的正弦波发送；其实现过程包括以下流程：将sx1276通信芯片设置为FSK模式，在FSK模式下，设置正弦波频率；根据要发送的正弦波时长和比特率设置数据长度；利用配置好的sx1276通信芯片实现正弦波的发送。在上述技术方案的基础上，步骤S2和步骤S3中所述经OQPSK调制的实现过程如下：将要发送的0、1bit数据转换成1或-1；对转换之后的数据进行实虚交错排列；对得到的实虚交错序列，从第一个数开始，如果后面的数的相位相对于前面的数的相位增加了90°，那么得到1，如果后面的数的相位相对于前面的数的相位减少了90°，那么得到0，根据上述规则通过实虚交错排列的1或-1得到对应的0或1数据；将得到的0或1数据送入MSK或者GMSK调制器实现对数据的OQPSK调制。在上述技术方案的基础上，步骤S4具体包括以下流程：S401：基站接收端根据终端发送端发来的正弦波估计出正弦波的频率、相位和幅度；根据正弦波的幅度和相位得到终端发送端的信道响应；根据正弦波的频率，将正弦波的频率和与正弦波的频率频差最小的标称频率相减得到频偏，对正弦波之后的接收信号补偿该频偏，实现频率同步；S402：基站接收端将接收到的PN序列与已知的PN序列做相关运算，得到定时偏差；补偿该定时偏差，实现定时同步，并根据相关值的相位得到相位估计；S403：在频率同步和定时同步之后，利用相位估计对编码数据进行解调和解码。在上述技术方案的基础上，步骤S3中采用的纠错编码为卷积码。本专利技术同时还提供一种实现上述传输方法的无线通信数据传输系统，包括终端发送端和基站接收端，所述终端发送端包括正弦波发送单元、PN序列发送单元和编码数据发送单元；所述正弦波发送单元用于：当终端发送端处于上行导频时隙时，向基站接收端发送特定频率的正弦波；所述PN序列发送单元用于：待特定频率的正弦波发送完成后，向基站接收端发送经OQPSK调制的PN序列；所述编码数据发送单元用于：待PN序列发送完成后，向基站接收端发送经OQPSK调制的采用纠错编码的编码数据；所述基站接收端用于：根据终端发送端发来的正弦波进行信道估计和频偏同步；根据PN序列进行定时同步和相位估计；在频率同步和定时同步之后，利用相位估计对编码数据进行解调和解码。在上述技术方案的基础上，所述正弦波发送单元采用sx1276型号的通信芯片实现特定频率的正弦波发送；其实现过程包括以下流程：将sx1276通信芯片设置为FSK模式，在FSK模式下，设置正弦波频率；根据要发送的正弦波时长和比特率设置数据长度；利用配置好的sx1276通信芯片实现正弦波的发送。在上述技术方案的基础上，所述PN序列发送单元和编码数据发送单元实现OQPSK调制的过程如下：将要发送的0、1bit数据转换成1或-1；对转换之后的数据进行实虚交错排列；对得到的实虚交错序列，从第一个数开始，如果后面的数的相位相对于前面的数的相位增加了90°，那么得到1，如果后面的数的相位相对于前面的数的相位减少了90°，那么得到0，根据上述规则通过实虚交错排列的1或-1得到对应的0或1数据；将得到的0或1数据送入MSK或者GMSK调制器实现对数据的OQPSK调制。在上述技术方案的基础上，所述基站接收端包括信道估计及频偏同步单元、定时同步及相位估计单元和解调解码单元；所述信道估计及频偏同步单元用于：根据终端发送端发来的正弦波估计出正弦波的频率、相位和幅度；根据正弦波的幅度和相位得到终端发送端的信道响应；根据正弦波的频率，将正弦波的频率和与正弦波的频率频差最小的标称频率相减得到频偏，对正弦波之后的接收信号补偿该频偏，实现频率同步；所述定时同步及相位估计单元用于：将接收到的PN序列与已知的PN序列做相关运算，得到定时偏差；补偿该定时偏差，实现定时同步，根据相关值的相位得到相位估计；所述解调解码单元用于：在频率同步和定时同步之后，利用相位估计对编码数据进行解调和解码。在上述技术方案的基础上，所述编码数据发送单元采用的纠错编码为卷积码。本专利技术的有益效果在于：本专利技术的终端发送端在进行上行数据的发送时，是按照上行导频时隙+PN序列+纠错编码数据的帧格式进行发送的，帧格式结构简单易实现。具体来说，终端发送端在上行导频时隙时先发送特定频率的正弦波；待正弦波发送完成后，发送PN序列：待PN序列发送完成后，最后发送采用纠错编码的编码数据。基站接收端在收到终端发送端发来的数据后，根据正弦波进行信道估计和频偏同步，根据PN序列进行定时同步和相位估计；并在频偏同步和定时同步之后，利用相位估计对编码数据进行解调和解码，从而实现无线通信数据的传输。与现有技术相比，本专利技术的整个数据传输过程安全、可靠，准确性高。简单可靠的上行数据帧格式使得即使在大数据量的传输下也能保证有效可靠的传输，满足了大数据时代下越来越高的传输要求。附图说明图1为本专利技术实施例中无线通信数据传输方法的流程图；图2为OQPSK信号的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线通信数据传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：当终端发送端处于上行导频时隙时，向基站接收端发送特定频率的正弦波，所述特定频率是从已有的K种标称频率中随机选择的一种频率；S2：待特定频率的正弦波发送完成后，向基站接收端发送经OQPSK调制的PN序列，以供基站接收端进行定时同步使用；S3：待PN序列发送完成后，向基站接收端发送经OQPSK调制的编码数据，所述编码数据采用纠错编码；S4：基站接收端根据终端发送端发来的正弦波进行信道估计和频偏同步，根据PN序列进行定时同步和相位估计；在频偏同步和定时同步之后，利用相位估计对编码数据进行解调和解码。

【技术特征摘要】
1.一种无线通信数据传输方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1：当终端发送端处于上行导频时隙时，向基站接收端发送特定频率的正弦波，所述特定频率是从已有的K种标称频率中随机选择的一种频率；S2：待特定频率的正弦波发送完成后，向基站接收端发送经OQPSK调制的PN序列，以供基站接收端进行定时同步使用；S3：待PN序列发送完成后，向基站接收端发送经OQPSK调制的编码数据，所述编码数据采用纠错编码；S4：基站接收端根据终端发送端发来的正弦波进行信道估计和频偏同步，根据PN序列进行定时同步和相位估计；在频偏同步和定时同步之后，利用相位估计对编码数据进行解调和解码。2.如权利要求1所述的无线通信数据传输方法，其特征在于：所述终端发送端采用sx1276型号的通信芯片实现特定频率的正弦波发送；其实现过程包括以下流程：将sx1276通信芯片设置为FSK模式，在FSK模式下，设置正弦波频率；根据要发送的正弦波时长和比特率设置数据长度；利用配置好的sx1276通信芯片实现正弦波的发送。3.如权利要求1所述的无线通信数据传输方法，其特征在于，步骤S2和步骤S3中所述经OQPSK调制的实现过程如下：将要发送的0、1bit数据转换成1或-1；对转换之后的数据进行实虚交错排列；对得到的实虚交错序列，从第一个数开始，如果后面的数的相位相对于前面的数的相位增加了90°，那么得到1，如果后面的数的相位相对于前面的数的相位减少了90°，那么得到0，根据上述规则通过实虚交错排列的1或-1得到对应的0或1数据；将得到的0或1数据送入MSK或者GMSK调制器实现对数据的OQPSK调制。4.如权利要求1所述的无线通信数据传输方法，其特征在于，步骤S4具体包括以下流程：S401：基站接收端根据终端发送端发来的正弦波估计出正弦波的频率、相位和幅度；根据正弦波的幅度和相位得到终端发送端的信道响应；根据正弦波的频率，将正弦波的频率和与正弦波的频率频差最小的标称频率相减得到频偏，对正弦波之后的接收信号补偿该频偏，实现频率同步；S402：基站接收端将接收到的PN序列与已知的PN序列做相关运算，得到定时偏差；补偿该定时偏差，实现定时同步，并根据相关值的相位得到相位估计；S403：在频率同步和定时同步之后，利用相位估计对编码数据进行解调和解码。5.如权利要求1至4中任一项所述的无线通信数据传输方法，其特征在于：步骤S3中，采用的纠错编码为卷积码。6.一种实现权利要求1所述方法的无线通信数据传输系统，该系统包括终端发送端和基站接收端，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈代明，江昊，汪志冰，何辉，
申请(专利权)人：武汉拓宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42