LoRa网络干扰问题的分析及优化

发布时间：2020-09-26 18:21

　　 物联网在历经几年的快速发展之后,逐渐成为当今社会重要的信息网络,对人们的生活产生巨大影响。低功耗广域网(LPWAN)作为一类传输距离广,能耗低的物联网技术,受到了各行各业的广泛应用。而LoRa技术作为当今最为成熟的LPWAN技术之一,由于其传输距离远、功耗小、部署成本低,且工作在非授权频段的特点,在很多私人及企业级的LPWAN部署上,有着十分重要的作用。随着LoRa技术的普及,在相近的区域内存在许多LoRa终端。在终端正常传输的时候,各个终端之间势必会出现干扰问题。因此本文对LoRa网络的干扰问题的进行分析及优化。首先本文研究了LoRa节点间的相互干扰问题。为此,本文对LoRa网络受到的各种干扰采用泊松聚类过程(PCP)来建模,并使用泊松点过程(PPP)来模拟非LoRa节点的分布。另一方面,由于参数扩频因子的不同会导致LoRa终端传输距离差异,本文对同一网关所覆盖的网络进行距离范围划分,细化LoRa节点所受到的各种干扰。对于整个网络,本文分析了网络中节点的覆盖概率以测量其性能,并研究终端数如何影响区域频谱效率。衡量指标的变化趋势可以体现网络的性能。此外,每个群集中都存在使网络性能达到最佳的LoRa节点数。通过分析得到了节点数与干扰之间的定量关系,可以给如何降低干扰的问题提供良好的参考。然后,提出了一种LoRa网络中降低终端之间干扰的方法。由于在同一区域内相同扩频因子的终端过多会产生共扩干扰,因此应该协调统一网关范围内各终端的扩频因子的分配关系。另外,时间资源和功率资源的分配不合理,也会影响终端传输。根据上述两个原则,该方法根据初始节点数量分配,建立扩频因子与个传输时间和功率的综合权重指标,经过均衡处理后,反向得到新的节点分配关系。仿真结果表明,由于更加合理地协调终端的扩频因子以及传输资源的分配,该方法提高了终端传输指标提取率,可以更加有效地降低终端之间的相互干扰。
【学位单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN929.5;TP391.44
【部分图文】：

图 2.2 LoRa 数据包结构图.3 关键参数LoRa 将多个信息码片来表示每个数据包中有效信息的位，扩频信息的传输速度可以号速率，而码片速率与符号速率的比值即为扩频因子，表示了每个信息位发送的符号数扩频因子取值范围如表 2.1 所示：表 2.1 SF 与信噪比之间的关系扩频因子（符号） 扩频因子（码片/符号） 信噪比（SNR）6 64 -5dB7 128 -7.5dB8 256 -10dB9 512 -12.5dB

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本文编号：2827321