低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)LoRaWAN以及其依托的LoRa調(diào)制技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域被廣泛研究,該論文主要針對(duì)LoRa通信技術(shù)的物理層和私有專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展性研究、設(shè)計(jì)與優(yōu)化。LoRa采用的線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制方式具有獨(dú)特的捕獲特性和高抗干擾性能,在此論文中被用來作為時(shí)隙競(jìng)爭(zhēng)的技術(shù)支撐,并利用載波到達(dá)檢測(cè)功能進(jìn)行載波監(jiān)聽實(shí)現(xiàn)占空比介質(zhì)訪問控制�；诖搜芯�,論文設(shè)計(jì)了競(jìng)爭(zhēng)策略與預(yù)留策略混合的自適應(yīng)鏈路訪問控制方案�，F(xiàn)有的關(guān)于LoRa的NS3模型聚焦于LoRaWAN,物理層通常采用概率估計(jì)模型或累計(jì)能量模型,都不適用于專用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。為了專用網(wǎng)絡(luò)的仿真,本論文提出了物理層的碰撞和能量累積的聯(lián)合干擾模型,并驗(yàn)證其更貼近實(shí)際介質(zhì)碰撞干擾情況。在此基礎(chǔ)上,由于目前LoRa芯片主要被用于LoRaWAN而其兼容多調(diào)制方式的能力并沒有被廣泛應(yīng)用,論文提出LoRa多模網(wǎng)絡(luò)概念,其預(yù)期能夠滿足節(jié)點(diǎn)在傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)自組網(wǎng)以及個(gè)域網(wǎng)中的多場(chǎng)景模式間兼容或切換。論文對(duì)多模網(wǎng)絡(luò)的自組織設(shè)計(jì)原理以及具體的跨層參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并針對(duì)維護(hù)任務(wù)利用LoRa特有功能對(duì)節(jié)點(diǎn)能量消耗進(jìn)行了優(yōu)化。該論文的主要貢獻(xiàn)在于兩個(gè)方面:(1)在NS3中實(shí)現(xiàn)的LoRa物理層模型中整合了包解調(diào)過程以及載波到達(dá)檢測(cè)規(guī)律,驗(yàn)證了包干擾和碰撞與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。(2)提出LoRa多模網(wǎng)絡(luò)的自組織設(shè)計(jì)原理和跨層參數(shù)模型,設(shè)計(jì)了基于節(jié)點(diǎn)角色的網(wǎng)絡(luò)感知、維護(hù)協(xié)議以及對(duì)應(yīng)的軟件架構(gòu),提出維護(hù)協(xié)議任務(wù)中的節(jié)點(diǎn)能量?jī)?yōu)化方案。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TP391.44;TN929.5
【部分圖文】：

（ａ）?（ｂ）??圖１．２干擾碰撞的現(xiàn)象學(xué)分析模型??（ａ）物理層包碰撞示意圖；（ｂ）包偏置對(duì)遞交車的影響ｐ４］??針對(duì)論文工作，下面對(duì)ＬｏＲａ物理層模型的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。在基于??現(xiàn)象學(xué)的研究中，以Ｍａｒｔｉｎ?Ｃ．?Ｂｏｒ等人在論文？＇叫和Ｊ．?Ｈａｘｈｉｂｅｑｉｒｉ在論文［３：＞１的??所作千擾碰撞現(xiàn)象分析為代表，他們描述了如圖］．２所示的模型。這種模型是利??用數(shù)據(jù)包的相互碰撞來考察接收率，從而判斷干擾情況＝但以上作者沒有在一定??ＳＩＲ?（信號(hào)干擾比）和細(xì)粒度符號(hào)偏置上考察碰撞結(jié)果，只是大致判斷了一種接??收現(xiàn)象，因此我們無法得出更深度的ＬｏＲａ物理層模型。??在細(xì)粒度符號(hào)偏置的分析上，Ｃｈｕｎ－Ｈａｏ?Ｌｉａｏ等人在從理論上對(duì)符號(hào)干擾進(jìn)??行討論

?３２?６ｉ??圖２．１線性調(diào)頻擴(kuò)頻符號(hào)波形與相位展示??ＬｏＲａ實(shí)際的基帶調(diào)制信號(hào)由圖２．２展示，背景藍(lán)色兩部分是頻率解調(diào)后的Ｃｈｉｒｐ信??號(hào)，橘色部分是調(diào)制信號(hào)的頻率變化，采集自ＬｉｍｅＳＤＲ軟件無線電板卡，由ＭＡＴＬＡＢ??繪制。通過對(duì)應(yīng)分析可以觀察到ＬｏＲａ數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)。??１，??ＰＨＹＰａｃＫｅｔＣＳＳＳ，＾?，〇１??Ｒ？ａ??０８（－?＞？＞Ｓ?ＨＯ?０８??Ｂｉｉｉｉ??心巳?Ｐｒｅａｍｂｌｅ?Ｓｙｎｃ?Ｗｏｒｄ?Ｄｏｗｎ?Ｃｈｉｒｐ?Ｈｅａｄｅｉ?Ｐａｙｔｏａｄ?＾??８?Ｓｙｍｂｏｌｓ?２?Ｓｙｍｂｏｌｓ?２?２５?Ｓｙｍｂｏｌｓ?８?Ｓｙｍｂｏｌｓ?５?Ｓｙｍｂｏｌｓ??１?????????????－０１??Ｓａｍｐｌｅｓ??圖２．２實(shí)際采集的ＬｏＲａ數(shù)據(jù)包解構(gòu)圖??ＬｏＲａ的物理層數(shù)據(jù)包（Ｐａｃｋｅｔ）主要分為三個(gè)部分，如圖２．３所示，第一部分前綴??（Ｐｒｅａｍｂｌｅ），由固定連續(xù)的多個(gè)Ｕｐ－Ｃｈｉｒｐ符號(hào)組成，至少占用６個(gè)符號(hào)，緊接著一個(gè)??４．２５符號(hào)長(zhǎng)度的分界符ＳＦＤ?（Ｓｔａｒｔ－ｏｆ－Ｆｒａｍｅ?Ｄｅｌｉｍｉｔｅｒ）；第二部分是８?jìng)�(gè)符號(hào)的幀頭??（ＰａｃｋｅｔＨｅａｄｅｒ

ｎ＝￣??將兩個(gè)符號(hào)作為干擾符號(hào)，一個(gè)符號(hào)作為已捕獲的接收信號(hào)，如圖１．３所示的情形，??對(duì)符號(hào)進(jìn)行解調(diào)，結(jié)果展示如圖２．４所示。可以發(fā)現(xiàn)，目標(biāo)信號(hào)在ＦＦＴ譜上是一個(gè)脈??沖，表示為其能量的大小。而噪聲還是干擾最終在ＦＦＴ譜上表現(xiàn)為噪聲與干擾的能量，??１５??
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本文編號(hào)：2840942