【摘 要】
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LoRa是一种低功耗广域网（Low Power Wide Area Network,LPWAN）无线通信技术,具有远距离,低功耗与大容量数据传输的通信特点。LoRa采用线性调频扩频技术（Chirp Spread Spectrum,CSS）,这种方式虽然增大了通信距离,但会导致数据传输速率降低,有效传输速率仅为0.3kbps-5kbps。在移动设备节点的应用场景下,节点为保证传输可靠性使用较低数据速
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LoRa是一种低功耗广域网（Low Power Wide Area Network,LPWAN）无线通信技术,具有远距离,低功耗与大容量数据传输的通信特点。LoRa采用线性调频扩频技术（Chirp Spread Spectrum,CSS）,这种方式虽然增大了通信距离,但会导致数据传输速率降低,有效传输速率仅为0.3kbps-5kbps。在移动设备节点的应用场景下,节点为保证传输可靠性使用较低数据速率进行数据传输,设备节点增多时存在严重的广播冲突问题,因此,解决由节点密度增大带来的网络冲突问题是非常必要的。为了解决上述冲突问题,本文设计了一种防冲突机制,主要工作包括:（1）为了解决LoRa网络传输速率低导致传输时间长,占用信道资源带来的网络冲突问题,本文设计了一种自适应速率算法,针对具有移动性的终端设备设计快速确定节点通信速率的机制,提高网络数据传输效率。（2）对上述机制中请求消息之间的冲突,本文采用了一种竞争窗口优化的退避算法,减小网络中请求消息的冲突概率,并在网络密度较大的场景中也能实现快速发送请求消息的效果。本文利用OPNET进行了网络仿真,并对本文设计的防冲突机制与标准协议的成功概率和网络吞吐量等指进行对比分析。测试结果表明本文提出的防冲突机制在50个节点的场景下,成功概率达到37.1%,较文献[15]增加了14.7%,吞吐量达到了448bit/s,达到了预期设计的指标。本论文的研究成果对LoRa网络扩展具有一定的实际应用价值。
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