一种带混合 CSS-DSSS 扩频的 CPFSK 双向传输器用于 LPWAN PHY 通信
信息论
2025-08-01 v1 信号处理
math.IT
摘要
传统的低功耗广域网（LPWAN）双向传输器通常以牺牲数据速率为代价来实现深度覆盖。本文提出一种新型双向传输器，实现高接收灵敏度和低计算复杂度。发射端，我们将常规的直接序列扩频（DSSS）前导码替换为共轭信号对的下扫-上扫脉冲扩频（CSS）前导码，简化数据包同步。为增强覆盖，有效载荷采用连续相位频移键控（CPFSK）以维持恒定幅度和相位连续性，同时采用DSSS以实现高扩频增益。在接收端，我们发展一种双峰检测方法以提高同步，提出一种非协同的联合去扩频和解调方案，提高接收灵敏度，同时保持实现的简单性。此外，我们优化了前导码检测阈值和扩频序列，以实现最大非协同接收性能。使用GNU Radio和USRP开发的软件定义无线电（SDR）原型及其运行快照展示了其实际的工程应用。大量蒙特卡洛仿真和现场测试试验表明，所提出的双向传输器在接收灵敏度方面优于传统方案，同时在复杂度和成本方面具有LPWAN需求的低特性。
引用
@article{arxiv.2507.23029,
title = {A CPFSK Transceiver with Hybrid CSS-DSSS Spreading for LPWAN PHY Communication},
author = {Wenkun Wen and Ruiqi Zhang and Peiran Wu and Tierui Min and Minghua Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.23029},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 12 figures, and 4 tables. To appear in IEEE Internet of Things Journal