發(fā)布時(shí)間：2020-05-23 15:52

【摘要】：大規(guī)模終端節(jié)點(diǎn)部署的網(wǎng)絡(luò)資源分配是LoRaWAN研究的熱點(diǎn)。其中,擴(kuò)頻因子是LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)中最重要的資源參數(shù)之一,它影響著數(shù)據(jù)的傳輸速率、傳輸時(shí)間及傳輸距離。因此,通過(guò)構(gòu)建資源分配方案為終端節(jié)點(diǎn)分配擴(kuò)頻因子對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的提升具有重要的意義。本文以提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性為目的,結(jié)合資源共享的跨層設(shè)計(jì)思想,提出了一種基于LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)頻因子分配方法。本文的主要工作如下:1.通過(guò)分析LoRaWAN協(xié)議及擴(kuò)頻因子的特點(diǎn),設(shè)計(jì)了一種基于LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)頻因子分配方法。該方法結(jié)合跨層設(shè)計(jì)的思想,在路徑損耗約束下完成擴(kuò)頻因子初始分配;通過(guò)分析LoRaWAN的傳輸特性,構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸成功率與擴(kuò)頻因子之間的關(guān)系模型,結(jié)合擴(kuò)頻因子比例分配策略,獲取優(yōu)化過(guò)的擴(kuò)頻因子比例集;利用LoRa-FDF擴(kuò)頻因子分配機(jī)制調(diào)整終端節(jié)點(diǎn)的擴(kuò)頻因子,提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性。2.通過(guò)分析LoRaWAN分層體系結(jié)構(gòu),結(jié)合跨層設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)LoRaWAN終端節(jié)點(diǎn)的軟件服務(wù)與功能,包括數(shù)據(jù)組幀、解幀、設(shè)備資源參數(shù)配置的MAC層數(shù)據(jù)服務(wù),包括鏈路狀態(tài)檢測(cè)、設(shè)備入網(wǎng)的MAC層管理服務(wù)。在這些服務(wù)的基礎(chǔ)上,完成設(shè)備狀態(tài)切換模塊、跨層功率控制模塊、帶寬及編碼率選擇模塊和資源共享庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在完成擴(kuò)頻因子配置后,節(jié)點(diǎn)能夠根據(jù)自身情況選擇最佳的帶寬、編碼率及功率,性能得到進(jìn)一步優(yōu)化。3.本文搭建LoRaSim仿真環(huán)境,將本文提出的擴(kuò)頻因子分配方法與現(xiàn)有的EXP-LoRa,min-Distance及min-AirTime方法進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明數(shù)據(jù)傳輸成功率提高了5%~20%,吞吐量提高了33%~50%。接著,本文對(duì)終端節(jié)點(diǎn)軟件功能進(jìn)行測(cè)試,確保設(shè)備狀態(tài)切換、功率控制、帶寬及編碼率選擇等功能模塊設(shè)計(jì)的正確性。最后,在真實(shí)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行本文方法的測(cè)試,得到數(shù)據(jù)傳輸成功率與仿真結(jié)果相比誤差在1~2%內(nèi),兩種結(jié)果接近,達(dá)到了預(yù)期效果。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.44;TN92

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本文編號(hào)：2677590