[发明专利]基于自适应虚拟MIMO传输的LoRa信道资源分配方法

权利要求书

1.一种基于自适应虚拟MIMO传输的LoRa信道资源分配方法，其特征在于，包括：

S1：获取LoRa上行系统中所有节点在每个信道上的初始信噪比以及每个信道的最小数据速率，根据所述节点在每个信道上的初始信噪比以及所述信道的最小数据速率，将所述节点分配至所述信道上，完成节点-信道分配初始化；

S2：根据节点-信道分配的初始化结果，以及LoRa上行系统中所有节点的初始信噪比，利用用户配对算法对每个信道上的所述节点进行配对，得到所述信道对应的配对节点组合；

S3：根据所述信道容纳扩频因子对应的节点数量，对所述配对节点组合中节点的扩频因子进行调整，得到调整节点组合；

S4：判断所述调整节点组合的吞吐量是否满足信道的最小数据速率，若不满足，则对所述调整节点组合进行再分配得到再分配节点组合；

S5：对吞吐量满足信道的最小数据速率的所述调整节点组合和吞吐量满足信道的最小数据速率的所述再分配节点组合，进行功率迭代优化，得到LoRa上行系统最大能效的传输方式。

2.根据权利要求1所述的基于自适应虚拟MIMO传输的LoRa信道资源分配方法，其特征在于，所述S1包括：

S11：计算得到LoRa上行系统中所有节点在每个信道上的初始信噪比；

S12：获取每个信道的最小数据速率，根据每个信道的最小数据速率，对信道的优先级进行排序；

S13：根据信道优先级排序进行节点分配，将在该信道上初始信噪比最大的节点分配至该信道上，完成节点-信道分配初始化。

3.根据权利要求2所述的基于自适应虚拟MIMO传输的LoRa信道资源分配方法，其特征在于，所述用户配对算法为贪心最大容量用户配对算法、次优最大能效用户配对算法或贪心最大能效用户配对算法。

4.根据权利要求3所述的基于自适应虚拟MIMO传输的LoRa信道资源分配方法，其特征在于，根据节点-信道分配的初始化结果，以及LoRa上行系统中所有节点的初始信噪比，利用贪心最大容量用户配对算法对每个信道上的所述节点进行配对，得到所述信道对应的配对节点组合，包括：

步骤1：计算每个信道上初始分配的所有节点的初始信噪比根据所述节点的初始信噪比获取对应的节点支持的最小扩频因子；

步骤2：按照节点支持的最小扩频因子从小到大的顺序，以及节点的初始信噪比从大到小的顺序，对信道上初始分配的所有节点进行排序，得到节点排列集合M_sorted；

步骤3：根据节点排列集合M_sorted依次调度节点，判断将当前节点添加到调度集合Ω后，调度集合Ω中所有节点的吞吐量是否满足下式：

式中，表示第t次调度时，调度集合Ω中的总吞吐量，表示第t-1次调度时，调度集合Ω中的总吞吐量，表示调度的当前节点i的初始吞吐量；

若满足，则将当前节点添加到调度集合Ω中；

若不满足，则判断当前节点的扩频因子是否等于12，若是，则放弃当前节点的调度权，否则令当前节点的扩频因子加1，重复步骤2更新节点排列集合M_sorted继续进行调度，直到调度节点数量达到信道容纳的节点数量或者无节点可以继续调度，得到最终调度集合作为所述信道对应的配对节点组合。

5.根据权利要求3所述的基于自适应虚拟MIMO传输的LoRa信道资源分配方法，其特征在于，根据节点-信道分配的初始化结果，以及LoRa上行系统中所有节点的初始信噪比，利用次优最大能效用户配对算法对每个信道上的所述节点进行配对，得到所述信道对应的配对节点组合，包括：

步骤1：根据信道容纳的节点数量，对信道上初始分配的所有节点进行排列组合，得到若干组节点组合；

步骤2：根据信道上初始分配的所有节点的初始信噪比，计算得到每一组节点组合对应的节点初始信噪比之和；

步骤3：选取节点初始信噪比之和最大的一组节点组合作为所述信道对应的配对节点组合。