[发明专利]基于LoRa上行传输系统的高能效资源分配方法

说明书

本发明公开了一种基于LoRa上行传输系统的高能效资源分配方法，包括：通过网关的多个信道接收来自多个终端发射的信号；获得所述多个信道接收的所述信号的信噪比；根据所述信噪比对所述多个终端重新分配信道，并根据重新分配的信道调整所述多个终端的发射参数；根据重新分配的信道和调整后的发射参数进行数据传输。本发明的基于LoRa上行传输系统的高能效资源分配方法，能够将LoRa系统的传输参数根据网关的信道条件分配给终端，从而实现了不同的应用场景中高能效的通信。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种基于LoRa上行传输系统的高能效资源分配方法。

背景技术

随着5G无线通信的快速发展，物联网的发展也得到了极大的促进。低功率广域网络技术(LPWAN)作为传统蜂窝无线通信的补充技术，致力于促进物联网的各种应用并支持覆盖大面积的终端设备以低功耗、低数据率进行通信。LoRa是一种低功耗广域网络规范，适用于在地区、国家或全球网络中的电池供电的无线设备。LoRa以物联网的关键要求为目标，如安全的双向通讯、移动化和本地化服务。该标准提供智能设备间无缝的互操作性，不需要复杂的本地安装，给用户、开发者、企业以自由，使其在物联网中发挥作用。

LoRa能够以低功耗支持远距离通信，因此可以延长电池的寿命。但是为了实现此特性，必须要设置适当的传输参数设置，才能达到通过降低功耗来延长电池寿命的目的。LoRa的四个关键参数主要包括传输功率、扩频因子(SF)、信道和编码速率(CR)，如何权衡好这四个参数是延长LoRa电池寿命的关键，因此必须仔细配置传输参数来支持低功耗的可靠通信。

然而，目前对实现LoRa的高能效研究主要专注于单一参数(如SF或传输功率)对通信质量如信道容量、网络吞吐量的影响，而缺乏多参数对于通信质量影响的研究，这制约了在不同的应用场景中实现高能效的通信。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于LoRa上行传输系统的高能效资源分配方法。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种基于LoRa上行传输系统的高能效资源分配方法，包括：

S1：通过网关的多个信道接收来自多个终端发射的信号，每个终端都需要遍历所有信道；

S2：获得所述多个信道接收的所述信号的信噪比；

S3：根据所述信噪比对所述多个终端重新分配信道，并根据重新分配的信道调整所述多个终端的发射参数；

S4：根据重新分配的信道和调整后的发射参数进行数据传输。

在本发明的一个实施例中，所述S1包括：

S11：在所述LoRa上行传输系统中随机分布K个终端，其终端索引为K＝ {1,2,…,K}，并且K＝|K|，其中|·|是集合的基数；

S12：在所述LoRa上行传输系统的网关中设置N个信道，其信道索引为Ν＝{1,2,…,N}，并且N＝|Ν|；

S13：利用所述N个信道接收来自所述K个终端的信号，其中，所述网关的第n个信道接收的信号为

其中，n∈Ν，λ_k,n为第k个终端与第n个信道的匹配系数，并且

p_k,n为第k个终端在第n个信道上的传输功率，g_k,n是从第k个终端到第n 个信道的大尺度衰落，h_k,n是从第k个终端到第n个信道的服从瑞利分布的信道信息，x_k,n是第k个终端的数据信号，ω_n是第n个信道的加性高斯白噪声。

在本发明的一个实施例中，所述S3包括：