相對于ZigBee、WiFi等短距離通信技術,低功耗廣域網(wǎng)技術以其覆蓋距離廣、功耗低、部署成本低的特點,非常適用于遠距離通信場景的應用。其中LoRaWAN網(wǎng)絡以其安全性高、組網(wǎng)靈活、易于部署的特點而備受關注。現(xiàn)有LoRaWAN網(wǎng)絡所實現(xiàn)的終端設備大多數(shù)為A類設備,這無法滿足如無線抄表應用中對下行通信時延可控的要求。因此設計并實現(xiàn)能保證下行數(shù)據(jù)傳輸時延的B類設備對于LoRaWAN網(wǎng)絡具有重要意義。本文依據(jù)低功耗廣域網(wǎng)應用需求,以LoRaWAN網(wǎng)絡中的終端設備為主要的研究對象,通過對LoRaWAN協(xié)議的分析,設計并實現(xiàn)了具有可調度接收時隙的LoRaWAN B類終端設備軟件。本文的主要內容如下:首先,本文通過對現(xiàn)有LoRaWAN通信速率選擇機制的研究,為提高通信可靠性,提出了基于丟包區(qū)分的自適應速率選擇機制。通過將網(wǎng)絡丟包原因分類為信號衰減與數(shù)據(jù)沖突,設計相應的丟包概率模型來分別獲取各自的丟包概率,并在此基礎上進行通信速率的選擇。其次,本文通過對LoRaWAN協(xié)議的分析,在A類設備軟件的基礎上,設計了包括組幀服務與幀解析服務的MAC層數(shù)據(jù)服務以及包括鏈路狀態(tài)檢測、PING時隙請求、信標查詢、... 

【文章來源】：重慶郵電大學重慶市

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
第1章 緒論
    1.1 論文研究背景
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 應用現(xiàn)狀
        1.2.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的研究目的與意義
    1.4 論文的主要內容與結構安排
第2章 LoRaWAN B類設備通信技術分析
    2.1 LoRa擴頻通信原理
    2.2 LoRa物理層幀格式
    2.3 LoRaWAN協(xié)議分析
        2.3.1 網(wǎng)絡結構
        2.3.2 終端設備類型
        2.3.3 B類設備MAC層幀格式
        2.3.4 自適應速率
    2.4 B類設備軟件實現(xiàn)問題分析
    2.5 本章小結
第3章 基于丟包區(qū)分的自適應速率選擇機制設計
    3.1 總體設計
    3.2 信道衰減丟包概率模型
    3.3 數(shù)據(jù)沖突概率模型
        3.3.1 數(shù)據(jù)沖突判定
        3.3.2 沖突模型
    3.4 基于丟包區(qū)分的速率選擇
    3.5 本章小結
第4章 服務與功能的設計與實現(xiàn)
    4.1 B類設備服務與功能總體設計
    4.2 MAC層數(shù)據(jù)服務
        4.2.1 數(shù)據(jù)組幀服務
        4.2.2 數(shù)據(jù)幀解析服務
    4.3 MAC層管理服務
        4.3.1 鏈路狀態(tài)檢測
        4.3.2 PING時隙請求
        4.3.3 信標查詢
        4.3.4 管理信息庫
    4.4 MAC層功能設計與實現(xiàn)
        4.4.1 MAC層狀態(tài)轉移方案設計
        4.4.2 自適應速率選擇模塊
        4.4.3 設備狀態(tài)切換
        4.4.4 信標接收與追蹤
        4.4.5 PING時隙窗口管理
    4.5 本章小結
第5章 LoRaWAN B類設備軟件性能分析與功能測試
    5.1 自適應速率選擇性能分析
        5.1.1 網(wǎng)絡模型
        5.1.2 速率分布比較
        5.1.3 DER性能分析
        5.1.4 吞吐量分析
    5.2 B類設備軟件功能測試
        5.2.1 測試平臺搭建
        5.2.2 設備狀態(tài)切換模塊測試
        5.2.3 信標接收與追蹤模塊測試
        5.2.4 PING時隙窗口測試
        5.2.5 自適應速率選擇模塊測試
    5.3 本章小結
第6章 總結及未來工作
    6.1 總結
    6.2 未來工作
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]LoRa物理層和MAC層技術綜述[J]. 趙文妍.  移動通信. 2017(17)
[2]我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與國際競爭態(tài)勢分析[J]. 王思博.  電信網(wǎng)技術. 2017(05)
[3]智慧能源物聯(lián)網(wǎng)應用研究與分析[J]. 陳永波,劉建業(yè),陳繼軍.  中興通訊技術. 2017(01)
[4]NB-IoT關鍵技術及應用前景[J]. 鄒玉龍,丁曉進,王全全.  中興通訊技術. 2017(01)
[5]LoRa無線網(wǎng)絡技術分析[J]. 趙靜,蘇光添.  移動通信. 2016(21)
[6]低功耗廣域LoRa技術分析與應用建議[J]. 劉琛,邵震,夏瑩瑩.  電信技術. 2016(05)

碩士論文
[1]基于LoRa的水表抄表系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[D]. 羅貴英.浙江工業(yè)大學 2016
[2]直擴通信系統(tǒng)中窄帶干擾抑制技術的研究[D]. 朱立為.廣西師范大學 2012



本文編號：3172454