【摘要】：以LoRaWAN、Sigfox、NB-IoT為代表的LPWAN在物聯(lián)網(wǎng)中有著廣泛的應用,LPWAN最主要的特質(zhì)是支持海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備接入,具有低功耗、遠距離、低運維成本的優(yōu)點,為保證海量設(shè)備的連接,LPWAN的接入技術(shù)顯得尤為重要。本文針對LoRaWAN研究了兩種接入策略。首先,本文針對LoRaWAN中接入沖突概率高的問題,提出了動態(tài)退避接入機制,給出了LoRaWAN Class A終端設(shè)備接入過程的數(shù)學建模和動態(tài)退避接入機制的數(shù)學建模,并且進行了仿真對比和分析。仿真實驗表明,動態(tài)退避機制能夠有效地減少終端設(shè)備數(shù)據(jù)在信道中的沖突概率,進而減少終端設(shè)備的重傳次數(shù)。其次,本文針對LoRaWAN中擴頻因子分配效率低和利用率低的問題,提出了擴頻因子平衡算法,該算法是在LoRaWAN Class B接入過程的基礎(chǔ)上,提出的一種基于廣播信號的接入策略。本文從丟包率、能效、擴頻因子分布變化這三個方面來分析擴頻因子平衡算法的性能。仿真的實驗結(jié)果表明,本文所設(shè)計的擴頻因子平衡算法的性能更加優(yōu)秀,有利于LoRaWAN在數(shù)據(jù)傳輸成功率、接入時延方面的提升。
【圖文】：

第一章緒論逡逑第一章緒論逡逑題研究背景逡逑ＬＰＷＡＮ技術(shù)和應用場景逡逑ＰＷＡＮ邋（Ｌｏｗ邋Ｐｏｗｅｒ邋Ｗｉｄｅ邋Ａｒｅａ邋Ｎｅｔｗｏｒｋ），低功耗廣域網(wǎng)絡(luò)，專為滿足低帶寬、低距離、海量連接的物聯(lián)網(wǎng)應用而設(shè)計ＬＰＷＡＮ包含多種技術(shù)，如Ｌ0Ｒａ（Ｌ0ｎｅ）、Ｓｉｇｆｏｘ邋和邋ＮＢ－ＩｏＴ邋（Ｎａｒｒｏｗ邋Ｂａｎｄ邋Ｉｎｔｅｒｎｅｔ邋ｏｆ邋Ｔｈｉｎｇｓ）等。ＬＰＷＡＮ邋技術(shù)的特點有）覆蓋范圍大，支持大范圍的網(wǎng)絡(luò)組建；逡逑）接入終端設(shè)備數(shù)量巨大，可以同時連接海量終端設(shè)備；逡逑３）功耗低，續(xù)航能力強，減少了更換電池的麻煩；逡逑４）傳輸速率低，ＬＰＷＡＮ傳輸?shù)臄?shù)據(jù)主要是傳感數(shù)據(jù)和控制指令，這些數(shù)據(jù)對輸速率的需求較低。逡逑

—ＨＩ逡逑圖２－１邋ＬｏＲａＷＡＮ網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)逡逑ＬｏＲａＷＡＮ網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一個典型的星形拓撲結(jié)構(gòu)，如上圖２－１所示，在這個星型拓逡逑撲結(jié)構(gòu)中，ＬｏＲａＷＡＮ網(wǎng)關(guān)用于連接圖中左側(cè)的終端設(shè)備和右側(cè)的中央服務器，相當于逡逑一個透明的中繼。終端設(shè)各通過ＬｏＲａ調(diào)制技術(shù)向一個或者多個網(wǎng)關(guān)發(fā)送信息，網(wǎng)關(guān)接逡逑收到終端設(shè)備的信息之后，通過標準的ＩＰ連接發(fā)送至服務器，圖中所有的設(shè)備均可以逡逑雙向通信。逡逑２．１．２邐ＬｏＲａＷＡＮ設(shè)備分類逡逑ＬｏＲａＷＡＮ為保證終端設(shè)備能夠適用于多種要求不同的應用場景，采用不同的設(shè)備逡逑分類來權(quán)衡網(wǎng)絡(luò)中的下行通信延遲與終端設(shè)備的電池壽命。ＬｏＲａＷＡＮｌ．ＯＷ中列出了三逡逑類終端通信設(shè)備：逡逑１）雙向通信的終端設(shè)備（ＣｌａｓｓＡ）逡逑Ｃｌａｓｓ邋Ａ的終端設(shè)備在上行傳輸結(jié)束后會打開兩個下行的接收窗口，終端設(shè)備打開逡逑接收窗口的延時通過ＡＬＯＨＡ協(xié)議進行微調(diào)，，上行傳輸?shù)臅r間是基于自身的數(shù)據(jù)傳輸需逡逑求。Ｃｌａｓｓ邋Ａ的終端設(shè)備與服務器、網(wǎng)關(guān)之間的下行通信在任何時候都只能再上行通信逡逑５逡逑
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5;TP391.44

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張帆;胡健;堯文彬;;淺談TD-SCDMA系統(tǒng)的擾碼優(yōu)化[J];郵電設(shè)計技術(shù);2009年09期

2 王昊瀛;;TD-SCDMA與WCDMA在HSDPA技術(shù)上的比較分析[J];通信世界;2006年45期

3 衛(wèi)鈺;;TD-SCDMA擾碼性能分析及碼規(guī)劃實現(xiàn)[J];移動通信;2011年22期

4 程江,朱世華,黨安紅;寬帶碼分多址系統(tǒng)中正交碼的分配策略研究[J];西安交通大學學報;2001年06期

5 張佳瑩;曲娜;鄭偉南;衛(wèi)昱含;;VSF-OFCDM無線通信基本原理探析[J];湖北科技學院學報;2013年06期

6 萬璐;劉陽;;WCDMA的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)淺析[J];數(shù)字通信世界;2007年01期

7 張錚;曹守啟;朱建平;陳佳品;;面向大面積漁業(yè)環(huán)境監(jiān)測的長距離低功耗LoRa傳感器網(wǎng)絡(luò)[J];農(nóng)業(yè)工程學報;2019年01期

8 宋南;王磊;;雷達對擴頻通信系統(tǒng)干擾仿真與分析[J];信息與電子工程;2012年06期

9 王鋼;張軍;張其善;;一種新的OVSF碼快速生成分配算法研究[J];電子學報;2006年12期

10 曾凡仔;庹瑩瑛;羅娟;李仁發(fā);;新穎的OVSF-TH-UWB通信系統(tǒng)[J];通信學報;2009年03期

相關(guān)會議論文 前3條

1 王剛;董江波;李道本;;CDMA系統(tǒng)中對應于線性插值信道估計的最佳擴頻因子[A];現(xiàn)代通信理論與信號處理進展——2003年通信理論與信號處理年會論文集[C];2003年

2 周一青;王江舟;;第4代移動通信的OFCDM系統(tǒng)性能研究[A];2005'中國通信學會無線及移動通信委員會學術(shù)年會論文集[C];2005年

3 畢猛;;HSUPA組網(wǎng)性能初探[A];2007年中國通信學會“移動增值業(yè)務與應用”學術(shù)年會論文集[C];2007年

相關(guān)重要報紙文章 前2條

1 武漢烽火移動通信有限公司 王昊瀛;HSDPA有容乃大[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2006年

2 烽火科技 陳立漢 王筱景;如何減小TD-HSDPA引入對R4網(wǎng)絡(luò)的影響[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2009年

相關(guān)博士學位論文 前2條

1 周志波;混沌鍵控通信系統(tǒng)性能分析及實現(xiàn)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2009年

2 楊華;基于DCSK的混沌數(shù)字調(diào)制研究[D];南京郵電大學;2014年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 袁鵬宇;LPWAN網(wǎng)絡(luò)接入策略研究[D];北京郵電大學;2019年

2 汪平;基于LoRa的低功耗通信網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化技術(shù)研究[D];重慶理工大學;2019年

3 李超;低功耗廣覆蓋無線網(wǎng)絡(luò)海量接入關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京交通大學;2018年

4 趙菁菁;LoRa協(xié)議公平與抗干擾傳輸研究[D];西北大學;2018年

5 孫鵬;匹配濾波器和正交可變擴頻因子的研究及實現(xiàn)[D];大連理工大學;2006年

6 許凌云;多媒體擴頻傳輸中關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學;2004年

7 宋一冰;低功耗廣覆蓋無線網(wǎng)絡(luò)物理層的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京交通大學;2016年

8 梁華林;超寬帶通信多址與時延估計算法研究[D];湖南大學;2008年

9 陳強輝;基于FPGA的多速率調(diào)制解調(diào)器設(shè)計與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2011年

10 陳威;TD-SCDMA系統(tǒng)下行碼片級處理的研究與實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2009年

本文編號：2601080