[发明专利]一种LoRaWAN自适应速率调整方法

说明书

本发明公开了一种LoRaWAN自适应速率调整方法，在终端上传数据时，计算其最近N条数据的SNR均值，根据计算结果的不同得到对应的合适工作速率，并对终端下发命令进行速率调整。N根据实际网络状况确定：当终端所处电磁环境波动很小时，取一个比较大的值；而当终端所处环境比较恶劣、波动比较大时，N适当取小值以应对变化较快的环境。本发明具有自适应调整终端速率的作用。根据最近N次上传数据的SNR均值来调整速率，更能均衡地体现终端网络环境变化，更适合作为速率控制策略。根据网络环境变化的剧烈程度来自动调整计算SNR均值所用的N值，能够智能应对网络环境的变化。

技术领域

本发明属于物联网技术领域，涉及一种LoRaWAN自适应速率调整(ADR)方法。

背景技术

LoRa是Semtech公司提出的一种低功耗物联网技术，广泛应用于无线抄表等领域。LoRaWAN采用LoRa技术构建低功耗无线互联广域网。LoRaWAN终端根据网络信号状态工作在不同的速率(Data Rate简称DR)下，DR分0-5共6个级别。DR越高传输速率越大，灵敏度越低；反之DR越低传输速率越小，灵敏度越高。由于LoRaWAN终端网络环境并不是稳定的，终端需要调整工作DR来适应网络环境的变化。

现有的一些速率调整方案根据终端最近n次上传数据中信号最好的一次来下发命令调整终端速率的方案会造成速率大部分时间都是往上调的情况出现，对网络状况变差的情况不敏感，不能及时作出调整。当网络情况变差时，速率应该往低调以确保传输稳定性，而如果当前的速率调整策略按照最近n次上传数据中信号最好的一次来调整，那么便无法保证速率马上调整到低状态，使得网络无法及时应对变差的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LoRaWAN自适应速率调整方法，在终端上传数据时，计算其最近N(N＝3)条数据的SNR均值，根据计算结果的不同得到对应的合适工作速率，并对终端下发命令进行速率调整。N根据实际网络状况确定：当终端所处电磁环境波动很小时，取一个比较大的值；而当终端所处环境比较恶劣、波动比较大时，N适当取小值以应对变化较快的环境。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，其技术方案具体为：

一种LoRaWAN自适应速率调整方法，终端开机后处于DR0，第一次上传数据后，LoRaWAN服务器根据第一条数据的SNR值按如下规则确定其工作的合适速率，并下发对应MAC指令使得其进行速率切换：

当SNR值小于-17，速率为0；

当SNR值大于-17小于等于-14，速率为1；

当SNR值大于-14小于等于-11，速率为2；

当SNR值大于-11小于等于-8，速率为3；

当SNR值大于-8小于等于-5，速率为4；

当SNR值大于-5，速率为5；

第二次上传数据后，计算第一次和第二次的SNR均值并根据该均值确定工作速率；如果和第一次上传数据后确定的速率不一样，则以后调整速率的计算的N次上传均值SNR的N取较小值；如果和第一次一样则N取较大值。

以后每次终端上传数据，都计算最近N次上传数据的SNR均值，根据上面相同的规则确定工作速率，如果速率发生变化则下发MAC指令给终端，终端收到后调整工作速率并进行回应，如果LoRaWAN服务器未收到回应则认为下发失败，重复下发直到收到回应为止。

进一步，如果终端在连续M次上传数据时都出现了速率调整的情况，说明网络环境变化变剧烈了，适当降低N值来应对；如果终端在连续K次上传数据时都没有出现速率调整的情况，适当提高N值来进行应对变化平缓的网络环境。

本发明具有以下有益效果：

1、具有自适应调整终端速率的作用。