[发明专利]一种无线网络中继的实现方法及系统

说明书

一种无线网络中继的实现方法及系统，包括：在固定的旗标频点接收终端接入请求并转发终端接入请求至网关，接收网关响应信息，发送网关响应信息至终端，建立中继器与终端间的网络响应连接；在旗标频点接收终端上行数据包并记录接收时间，发送终端上行数据包至网关，等待接收网关下行数据，根据延长的终端开窗时间调整网关下行数据的发送时间，在发送时间内发送网关下行数据至终端。

技术领域

本发明涉及一种无线网络中继的实现方法及系统，特别是涉及一种无线网络中继的实现方法及系统。

背景技术

传统技术中的中继是想方法所应用于LoRa(一种低功耗广域网，Low Power WideArea Network-缩写LPWAN)中的一种无线技术，具有长距离、低功耗、低速率、低成本的特点，适合大规模部署。覆盖范围可以是一个城市，甚至是一个国家，可以实现将收集的数据集成到公共数据平台。建立如智慧城市、智慧交通、智慧工厂等项目，还可以利用这些数据可以进行后期的大数据挖掘，有利于城市管理、社会公共管理、工业互联网、发展咨询等项目。

LoRaWAN网络架构由三部分组成，包括终端、网关(Gateway)或称为基站、网络服务器(Network Server-简称NS)组成。LoRaWAN网络终端数据上报时，终端向外界发送无线数据；网关接收到无线信号后，会通过以太网或者手机运营商网络(3G或4G)将数据上报到网络服务器；网络服务器将接收的数据保存下来，并且识别上报的数据包类型，如果是需要回复的数据包，则再将回复报文推送给网关，由网关以无线的形式发送出去。在网关与网络服务器之间交互协议是完整的TCP/IP协议，在终端与网关之间以无线方式交互，使用属于MAC层的LoRaWAN协议。在LoRaWAN规范中，定义两种终端接入模式，分别为Over-The-AirActivation(简称OTAA)和Activation By Personalization(简称ABP)。OTAA模式下，会根据终端随机生成的DevNonce和网络服务器随机生成的AppNonce自动生成NwkSKey(NetworkSession Key)和AppSKey(Application Session Key)；ABP模式下则是使用固定的NwkSKey和AppSKey。两种模式都各有特点，OTAA的安全性更好，ABP则接入使用比较简单。在LoRaWAN规范中，定义了A、B、C三种传输机制的工作模式，我们称为Class A、Class B、Class C。在Class A模式时，终端在发送完成一个上行数据后，会在等待RECEIVE_DELAY1时间后开启RX1接收窗口，如果在RX1接收窗口期间没有接收到数据，会等待1秒后(RECEIVE_DELAY2)再开启RX2接收窗口，通过这两种一个上行窗口后开启两个接收窗口的方式接收下行数据，所以要求网关必须在下行窗口打开的时候把数据发送下来，否则就接收不到数据。在Class A时，除了上下行窗口打开发送或接收数据的时间，其它时间都是处理休眠模式，这样可以最大限度的降低功耗。Class B模式是在Class A模式的基础上，周期性上报发送Beacon报文，这样网关收到Beacon报文后，可以在相应的接收窗口内下发数据。Class C则是在Class A基础上，将终端休眠的时间段全部用来监听下行数据，所以Class C的接收窗口是一直打开的，这种模式下已经不再是低功耗了，只能用于有实时下发配置要求高的应用。

根据LoRaWAN1.01规范定义，中国区470频段上行频点从470.3MHz至489.3MHz，其中每200KHz为一个频点，一个频点对应为一个工作信道；例如470.3MHz一个信道，470.5MHz一个信道，等等共划分为96个信道。而一个网关的接收范围只能在连续的8个信道范围内，所以96个信道又可以划分为12个信道组。

每个网关可接收的信道范围为一个信道组。终端与网关相互收发消息，要求工作在同一个信道组内，假设终端工作在第一个信道内，其频点范围为470.3至471.7，发送数据时，可以从中随机的选择一个频点，可以分别为470.3MHz、470.5MHz、470.7MHz、470.9MHz、471.1MHz、471.3MHz、471.5MHz、471.7MHz。