随着信息与通信技术的飞速发展,现如今,通信需求已经从人与人之间转向为人与人、人与物以及物与物之间的全面互联互通,无处不在的物联网通信时代即将到来。作为一个可能会引发信息技术领域新一轮革命的关键技术,物联网已经引起了科研学者极大的关注。因此为了满足物联网通信的业务需求,低功耗广域网这个概念被提出并迅速发展起来,拥有非常广阔的市场前景。在众多低功耗广域网技术中,LoRa是其中一种发展相对较快的通信技术。LoRa调制信号是线性调频类信号,在频域中能量是扩散的,而在分数傅里叶变换域却是能量聚集的,因此适合在分数傅里叶变换域进行分析和处理。鉴于此,本文基于分数傅里叶变换对LoRa调制与解调进行了研究,得到的主要结果可以归结为以下几个方面:首先,在分析线性调频信号频谱特性的基础上揭示了LoRa信息调制的机理,进而又分析了LoRa调制信号的时频特征。基于此,对LoRa的接收信号处理方法进行了归纳总结,阐明了LoRa解调的原理,并通过数值仿真验证了调制与解调方法的理论分析的结果以及误码率性能分析。其次,分析了线性调频信号在分数傅里叶变换域的谱特征,得到了任意角度下线性调频信号的分数傅里叶变换的闭合解,并以此建立了基于分数傅里叶变换的LoRa调制与解调的原理。提出了基于分数域的LoRa调制与解调方法,并对其进行了理论上的推导与仿真验证。将基于分数域的LoRa解调方式与传统LoRa解调方式相对比,所提方法能够利用线性调频信号在分数傅里叶变换域的聚集特性更好地抑制噪声,有利于系统误码性能的提升,并对这一结论进行了仿真分析。此外,考虑到未来物联网业务将会呈现出从由以低速率为主转向低速率、中速率、高速率共存的趋势,提出了能够支持更高速率的基于分数傅里叶变换的线性调频多载波LoRa调制与解调方法,并对其建立了系统模型,给出了相应的理论分析与数学上的结论推导,并通过仿真分析对理论结果与系统的性能进行了验证。