[发明专利]一种TDMA与CSMA机制相结合的Lora通信方法

说明书

本发明公开了一种TDMA与CSMA机制相结合的Lora通信方法，包括以下步骤：S1、通过出厂参数或者入网交互信息指定Lora节点在应用场景下的数据上报间隔；S2、Lora节点通过入网交互信息获取通信信道参数和网络时间；S3、根据信道参数和网络信标时间计算即时发送基准时间和定时发送基准时间。TDMA的机制确保Lora节点使用定时发送时区分时上报正常业务数据，避免了撞包；CSMA的机制则为少量的告警或者紧急数据提供竞争时隙，侦听信道空闲后，即可使用随机发送时隙发送，确保了紧急数据的低延时传输。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种TDMA与CSMA机制相结合的Lora通信方法。

背景技术

Lora是一种适合于低功耗，低成本，远距离物联网应用的非授权频段技术。LoraWan是由Lora联盟推出的一种基于Lora技术的低功耗广域网通信协议。支持LoraWan协议的终端使用aloha协议发送数据，易撞包，信道利用率低；纯粹的时分多址机制，虽可以避免撞包，但对于需要即时发送的数据，易产生较大的延时。在一些物联网采集的应用场景中，不仅需要定时上报采集数据，也有在异常情况下即时发送报警数据的需求。

因此，亟需一种既可以避免撞包、提高信道利用率、又可以实现对紧急数据低延时传输的Lora通信方法。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明提供一种TDMA与CSMA机制相结合的Lora通信方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种TDMA与CSMA机制相结合的Lora通信方法，包括以下步骤：

S1、通过出厂参数或入网交互信息指定Lora节点在应用场景下的数据上报间隔repIntev；

S2、Lora节点通过入网交互信息获取通信信道参数和网络时间，其中包括信道二级地址secondAddr和数据速率datarate，下次的信标帧时间点beaconTime和信标帧计数器值Counter，beaconTime的单位为ms，Counter的取值范围0～2^M-1(M＞0)；

S3、计算即时发送基准时间RandomTxBasedTime,定时发送基准时间TimedTxBasedTime；1个信标周期BeaconPeriod划分为2^N(N＞0)个业务周期BusiPeriod；业务周期被划分为3种时隙，包括接收时隙RxArea、定时发送时隙TimedTxArea、即时发送时隙RandomTxArea；

即时发送基准时间RandomTxBasedTime：

RandomTxBasedTime＝BeaconTime+BeaconArea+

2^datarate*(RxArea+TimedTxArea)

根据数据上报间隔repIntev计算定时上报周期TimedTxPeriod，上行业务周期根据repIntev动态调整，且为信标周期的2^f倍，若repIntev值为零，则代表产生应用数据后需要立即发送；TimedTxPeriod＝2^f*BeaconPeriod(f∈[0,M])；f的取值根据以下条件获得：

S31、如果repIntev≤BeaconPeri od；则f＝0；

S32、如果BeaconPeriod＜repIntev≤2^M*BeaconPeriod；则f的取值满足条件2^(f-1)*BeaconPeriod＜repIntev≤2^f*BeaconPeriod；