网关配置方法技术

本发明专利技术涉及用于配置由所述网络的服务器指定以中继针对由服务器接收的包含数据的请求的响应的第一网络LoRa网关的通信参数的方法。所述数据源自所述网络的终端。所述响应由服务器发送并且打算用于所述终端。所述方法在通过所述第一网关实现时包括以下步骤：获得通信参数；并且利用所述参数配置所述第一网关以向所述终端发送所述响应。所参数通过以下确定过程(52、53、54)来获得：在第一网关与第二网关之间的距离小于阈值时，确定通信参数，使得其可以确保从所述第一网关向所述终端的可靠发送，并且最小化因所述发送对来自所述第二网关的通信的干扰。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】网关配置方法本专利技术涉及配置用于低功率广域无线网络中的网关的通信参数的方法，并且涉及实现该方法的装置和系统。因特网正在逐渐转变成称作“物联网”的广泛网络，其链接已经变得可连接的所有种类的对象。网络方面的新要求由此而出现，特别是在无线网络方面要求比常规蜂窝网络具有更大的覆盖范围并且允许连接装置的功耗受到限制。在这些低功率广域无线网络(LPWAN)当中，可以提及基于LoRa(注册商标)(‘长距’)技术的网络。LoRa技术运行于名为“ISM频带”(工业、科学以及医学)的频带上，所述“ISM频带”包含能够自由用于工业、科学以及医学应用的频带。LoRa技术基于扩频技术，其使得可以在特别嘈杂的ISM频段内实现具有良好鲁棒性的低吞吐量通信。基于LoRa技术的网络(下文中称作“LoRa网络”)由通常位于高点的基站或网关形成以覆盖大的地理范围。网关能够检测装置或终端(或端点)在其区域内发送的消息，并将它们路由至将处理它们的至少一个集中式服务器(LoRa网络服务器(LNS))。在LoRa网络中，装置未接合至网关，终端范围内的所有网关都可以用作所述终端与集中式服务器之间的中继器。如果网关管理以解码由终端(上行链路)发送的消息，那么其将所述消息重新发送至集中式服务器以供处理。如果必须从中央服务器向所述终端(下行链路)发送消息，那么中央服务器将负责确定哪个网关必须中继该消息。图4A、图4B、图4C、图5A、图5B以及图5C例示了应用于二进制数据信号的扩频技术。图4A示意性地例示了必须应用频谱扩展的二进制数据信号d(t)。在图4A的示例中，信号d(t)取电压值‘1’或‘-1’，电压值‘1’指示二进制‘1’，电压值‘-1’指示二进制‘0’。信号d(t)具有位周期Td。图4B示意性地例示了在频谱扩展中使用的伪随机二进制信号p(t)。在图4B的示例中，信号p(t)取电压值‘1’或‘-1’，电压值‘1’指示二进制‘1’，电压值‘-1’指示二进制‘0’。信号p(t)具有位周期Tp，其中，该位周期Tp比位周期Td小得多。应注意到，信号p(t)有时被称作扩展信号。图4C示意性地例示了在对二进制数据信号d(t)应用频谱扩展之后获取的信号。在频谱扩展期间，信号d(t)与扩展信号p(t)组合：电压值‘1’与电压值‘1’的组合给出电压值‘1’；电压值‘1’与电压值‘-1’的组合给出电压值‘-1’；电压值‘-1’与电压值‘-1’的组合给出电压值‘1’。由频谱扩展产生的信号(指示d(t)p(t))在位周期Td是位周期Tp的倍数时具有位周期Tp。图5A示意性地例示了二进制数据信号d(t)的功率谱密度。该功率谱密度(指示DSP(d(t)))采取这样的形式，即，主瓣70以一中心频率为中心并且具有频带宽度周围是具有频带宽度的次瓣(71、72)。图5B示意性地例示了伪随机二进制数据信号p(t)的功率谱密度。该功率谱密度(指示DSP(p(t)))采取这样的形式，即，主瓣以一中心频率为中心并且具有频带宽度周围是具有频带宽度的次瓣。图5C示意性地例示了已经应用了频谱扩展的二进制数据信号的功率谱密度。该功率谱密度(指示DSP(d(t)p(t)))采取这样的形式，即，主瓣以一中心频率为中心并且具有频带宽度周围是具有频带宽度的次瓣。应注意到，在对二进制数据信号d(t)应用频谱扩展之后，信号d(t)p(t)保持与信号d(t)相同的功率，但是分布在更大的频带上。图6示意性地例示了在LoRa网络中可用的一组信道的功率谱密度。LoRa技术定义了一组信道，每个信道都与能够在LoRa网络中使用的ISM频带的一组中心频率(称为一组LoRa中心频率)中的中心频率相关联。该组LoRa中心频率在下面的表1中示出，每个频率以MHz表达。863.1864.1865.1866.1867.1868.1869.05863.3864.3865.3866.3867.3868.3869.525863.5864.5865.5866.5867.5868.5863.7864.7865.7866.7867.7868.85863.9864.9865.9866.9867.9表1：每个信道都与以该组LoRa中心频率中的一个中心频率为中心的功率谱密度相关联。图6中示出的中心频率60至66是该组LoRa中心频率中的连续中心频率。如能够在图6中看出，与两个连续中心频率(例如，中心频率63和64)相关联的功率谱密度宽泛交叠。因此，以第一中心频率为中心的频谱带中的通信风险是不可忽略的，其受到由以接近第一中心频率的第二中心频率为中心的频谱带中的通信所引起的干扰的影响。例如，以中心频率63为中心的频谱带中的通信将受到由以中心频率62或中心频率64为中心的频谱带中的通信所引起的干扰的影响。这种干扰问题可能在多个地理上接近的网关没有根据中心频率进行恰当配置(而且在发送强度(或电平(level))方面，或者就所使用的调制而言)时出现。具体而言，如果这两个网关使用以接近的中心频率为中心的频谱带，那么它们通信干扰的机会不可忽略。此外，已知ISM频带具有变化非常迅速且不可预测的特征(出错率、信噪比、带宽等)。由于LoRa网络中的数据发送是以帧的形式进行的，因而，LoRa网络的特征变化周期大约为一帧或几帧的持续时间并不罕见。希望减轻现有技术中的这些缺点。特别希望提出一种允许通过考虑LoRa网络的网关到其它网关的地理接近度来配置该网关的方法。另外希望这种方法有足够的反应来考虑LoRa网络的快速特征变化。而且希望提出一种容易实现且不太昂贵的方法。根据本专利技术第一方面，本专利技术涉及一种方法，该方法用于在低功率广域无线网络中配置由所述网络的服务器指定以中继表示针对由所述服务器接收的包含数据的请求的响应的信息的称为第一网关的网关的通信参数，所述数据源自所述网络的终端，所述信息表示由所述服务器发送并且打算用于所述终端的响应。所述方法在其通过所述第一网关实现时包括以下步骤：获取用于在所述第一网关与所述终端之间进行通信的参数；并且利用每个所获取的通信参数配置所述第一网关，以发送表示响应的所述信息；通过确定过程来获取所述通信参数的步骤包括：获取表示所述第一网关与至少一个第二网关之间的距离的至少一个信息项；当至少一个第二网关位于距所述第一网关比预定距离短的一距离处时，确定通信参数，该通信参数允许确保从所述第一网关向所述终端的可靠发送，并且最小化因所述发送对来自位于距所述第一网关比所述预定距离短的一距离处的每个第二网关的通信的干扰。来自两个靠近的网关的通信相互干扰的风险由此被最小化，因为该原理被应用至所有网关。根据一个实施方式，所述网络基于LoRa技术，源自所述终端的所述数据来自由所述终端按多播模式发送并且通过包括至少一个所述第一网关的一组网关接收的称为上行链路帧的一帧，并且表示响应的所述信息由所述第一网关在称作下行链路帧的帧中发送给所述终端。根据一个实施方式，所述通信参数包括中心频率，并且确定要被所述第一网关用于发送表示响应的所述信息的所述中心频率的步骤包括：从一组预定中心频率当中选择中心频率(所述中心频率被位于距所述第一网关比所述预定距离短的一距离处的每个第二网关所使用)之间的间隙大于预定间隙的中心频率。根据一个实施方式，所述通信参数还包括调制和/或发送电平(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在基于LoRa技术的低功率广域无线网络中配置用于由所述网络(1)的服务器(10)指定(41)以中继表示对由所述服务器接收(40)的包含数据的请求的响应的信息的、称为第一网关的网关(11A)的通信参数的方法，所述数据源自所述网络的终端(12)，所述信息表示由所述服务器(10)发送(43)并且打算用于所述终端(12)的响应，其特征在于，在所述方法通过所述第一网关实现时，所述方法包括以下步骤：获取(30)用于所述第一网关(11A)与所述终端(12)之间的通信的参数；以及利用所获取的每个通信参数配置(31)所述第一网关(11A)以发送表示响应的所述信息，源自所述终端的所述数据来自称为上行链路帧的帧，该帧由所述终端(12)按多播模式发送并且由至少包括所述第一网关(11A)的一组网关(11A、11B)接收，并且表示响应的所述信息在称作下行链路帧的帧中由所述第一网关(11A)发送给所述终端(12)；通过应用包括以下步骤的确定过程来获取通信参数：获取(50)表示所述第一网关(11A)与至少一个第二网关(11B)之间的距离的至少一个信息项；每个距离信息项基于由所述第一网关接收的、表示每个第二网关的地理位置的信息来确定，并且已在帧中由测量了所述地理位置信息项的第二网关来发送，所述第二网关临时充当用于发送所述帧的终端；以及当至少一个第二网关位于距所述第一网关比预定距离短的距离处时，确定(52、53、54)包括中心频率的通信参数，所述中心频率通过从一组预定中心频率中选择在位于距所述第一网关比所述预定距离短的距离处的每个第二网关所使用的中心频率之间具有大于预定间隙的间隙的中心频率来确定。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.25 FR 15613451.一种在基于LoRa技术的低功率广域无线网络中配置用于由所述网络(1)的服务器(10)指定(41)以中继表示对由所述服务器接收(40)的包含数据的请求的响应的信息的、称为第一网关的网关(11A)的通信参数的方法，所述数据源自所述网络的终端(12)，所述信息表示由所述服务器(10)发送(43)并且打算用于所述终端(12)的响应，其特征在于，在所述方法通过所述第一网关实现时，所述方法包括以下步骤：获取(30)用于所述第一网关(11A)与所述终端(12)之间的通信的参数；以及利用所获取的每个通信参数配置(31)所述第一网关(11A)以发送表示响应的所述信息，源自所述终端的所述数据来自称为上行链路帧的帧，该帧由所述终端(12)按多播模式发送并且由至少包括所述第一网关(11A)的一组网关(11A、11B)接收，并且表示响应的所述信息在称作下行链路帧的帧中由所述第一网关(11A)发送给所述终端(12)；通过应用包括以下步骤的确定过程来获取通信参数：获取(50)表示所述第一网关(11A)与至少一个第二网关(11B)之间的距离的至少一个信息项；每个距离信息项基于由所述第一网关接收的、表示每个第二网关的地理位置的信息来确定，并且已在帧中由测量了所述地理位置信息项的第二网关来发送，所述第二网关临时充当用于发送所述帧的终端；以及当至少一个第二网关位于距所述第一网关比预定距离短的距离处时，确定(52、53、54)包括中心频率的通信参数，所述中心频率通过从一组预定中心频率中选择在位于距所述第一网关比所述预定距离短的距离处的每个第二网关所使用的中心频率之间具有大于预定间隙的间隙的中心频率来确定。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通信参数进一步包括调制和/或发送电平，并且在于，所述调制和/或发送电平利用表示接收质量的信息来确定，该信息在所述第一网关接收所述上行链路帧时被测量，并且包括表示接收信号强度指示RSSI的信息项和信噪比SNR信息项。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定所述调制的步骤包括以下步骤：从一组调制当中选择与最高可能比特率相关联并且满足第一标准和第二标准当中的每个标准的调制，所述一组调制中的每个调制与比特率、最小容许接收灵敏度和最小能接受信噪比相关联，所述第一标准是使表示接收信号强度指示RSSI的信息项必须为使得：RSSI≥(S+CRSSI)其中，S是与所述调制相关联的最小容许接收灵敏度，并且CRSSI是第一预定常数，并且所述第二标准是使所述信噪比SNR信息项必须为使得：SNR≥(A+CSNR)其中，A是与所述调制相关联的最小能接受信噪比，并且CSNR是第二预定常数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当一调制已经能够被选择时，所述发送电平POWE按下面的方式来确定：POWE＝max(Nmax-min((SNR-(A+CSNR),(RSSI-(S+CRSSI)),Nmin)其中，N...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·特波勒，P·莫洛，
申请(专利权)人：萨格姆康姆能源和电信公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR