LoRa 网络的高效自适应数据链路层架构

介绍

LoRa 是用于实现物联网的最流行的低功耗无线网络技术之一，与 Zigbee 或蓝牙等技术相比，其优点是提供远距离通信，但数据速率较低。LoRa 是一种单通道物理层技术，LoRaWAN 在此基础上实现了更复杂的多通道网络，并具有增强的功能，例如自适应数据速率。然而，LoRaWAN 依赖昂贵的硬件来支持这些功能。本文提出了一种基于多层星形网络拓扑的 LoRa 数据链路层架构，该架构根据每个终端节点的链路距离和质量动态调整相关 LoRa 参数，以平衡通信范围和能耗。开发的解决方案由多个组件组成，包括帮助用户配置网络参数的 LoRa 参数计算器、避免冲突的无争用 MAC 协议以及自适应扩频因子和传输功率机制。这些组件协同工作，确保更有效地使用所选 ISM 频段和终端节点资源，同时满足低成本实施和运营要求。

一、简介

低功耗广域网 (LPWAN) 在 IoT（物联网）概念的实施中发挥着关键作用，而 LoRa（代表“远程”）是这些技术中最受欢迎的技术之一 [1  ]。LoRa定义了一种基于线性调频扩频（CSS）的扩频