一种提高通信网络容量的方法技术

本发明专利技术适用于通信网络领域，提供了一种提高通信网络容量的方法，包括服务器，连接所述服务器的客户端，若干个连接所述服务器的网关，及若干个连接所述网关的终端设备，所述服务器、所述网关及所述终端设备通信均采用LoRaWAN协议，解决LoRa网络容量受到限制的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种提高通信网络容量的方法
本专利技术属于通信网络领域，尤其涉及一种提高通信网络容量的方法。
技术介绍
由于LoRa通信的低数据率特性，当传输的数据量大时，传输时间较长，当网络中节点数量多时，丢包率变高，整个LoRa网络容量受到限制，且如果节点的上报周期没有一个科学的管理也会大大影响网络容量；其次，当前已投入使用的LoRa网络中，整个网络容量无法随着节点数量的增多进行动态增加；采用单双工网关或上下行同频通信的网络环境下，上下行的不合理使用也使得整个LoRa网络容量受到限制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种提高通信网络容量的方法，旨在解决LoRa网络容量受到限制的技术问题。本专利技术是这样实现的，一种提高通信网络容量的方法，包括服务器，连接所述服务器的客户端，若干个连接所述服务器的网关，及若干个连接所述网关的终端设备，所述服务器、所述网关及所述终端设备通信均采用LoRaWAN协议，所述服务器：用于以组播的方式周期性发送心跳包到网关，并处理上行数据及客户端的控制指令或下行数据；所述网关：用于转发上行数据和下行数据；所述终端设备：用于周期性发非确定上行数据上报状态，处理服务器发送的心跳包，及处理下行数据；所述客户端：用于发送控制指令或查看工作状态；所述方法包括以下步骤：步骤S1：通过服务器处理上行数据，首先服务器收到终端设备发送的上行数据，服务器根据上行数据的帧号计算该终端设备的丢包率及所有终端设备的平均丢包率，判断该终端设备的丢包率是否大幅度高于平均丢包率，如否，则判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如是，则服务器把该终端设备的丢包信息加到心跳包，以告知该终端设备，该终端设备则按个别终端设备丢包率过高来进行处理，经过该终端设备处理后观察丢包率是否降低，如是，则判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如否，则报告给客户端，并判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，在判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如否，则服务器结束处理上行数据，如是，则服务器根据当前LoRa网络容量计算终端设备的最小上报周期Tm，通知给客户端，而服务器把平均丢包信息及最小上报周期Tm加到心跳包，已告知所有终端设备，所有终端设备则按终端设备丢包率普遍过高来进行处理，经过终端设备处理后判断丢包率是否降低，如是，则服务器结束处理上行数据，如否，则报告给客户端，并结束处理上行数据；步骤S2：个别终端设备丢包率过高来进行处理，首先判断是否收到心跳包，如否，则结束处理，如是，则判断心跳包中是否带有匹配的DevAddr，如否，则结束处理，如是，则被告知本终端设备丢包严重，并获取接收该心跳包时的RSSI和SNR，判断RSSI或SNR是否太差，如否，则结束处理，如是，则增加发射功率或较小数据率，并结束处理；步骤S3：终端设备丢包率普遍过高来进行处理，首先判断是否收到心跳包，如否，则结束处理，如是，则判断心跳包中是否携带有平均丢包率信息及最小上报周期Tm，如否，则结束处理，如是，则判断是否有占空比约束，如是，则判断最小上报周期Tm是否小于占空比约束的最小上报周期T1，如否，则判断最小上报周期Tm是否小于当前所用的上报周期Tc，判断最小上报周期Tm是否小于占空比约束的最小上报周期T1，如否，则判断最小上报周期Tm是否小于当前所用的上报周期Tc，如是，则判断最小上报周期T1是否小于当前所用的上报周期Tc，判断最小上报周期Tm是否小于当前所用的上报周期Tc，如否，则终端设备上行的上报周期设备为Tm，如是，则终端设备上行的上报周期保持为Tc，判断最小上报周期T1是否小于当前所用的上报周期Tc，如是，则终端设备上行的上报周期保持为Tc，如否，则终端设备上行的上报周期设置为T1，根据终端设备上行的上报周期的实际情况将终端设备所需要上报的数据拆分成首要和次要部分，将次要部分每间隔几个上报周期在插入上报，以较少整个网络的数据量，并结束处理。本专利技术的进一步技术方案是：所述步骤S1中的最小上报周期Tm是根据计算公式Tm=Nn*To/(Nc*Nd)计算得到，其中，To为服务器计算每个上行数据的空中传输时间，得到上行数据的平均空中传输时间；Nn为当前网络中节点数量；Nc为当前网络最大使用的信道数量；Nd为当前网络中用到的数据率等级数量。本专利技术的进一步技术方案是：所述终端设备为ClassC类型的终端设备。本专利技术的进一步技术方案是：所述服务器为LoRaWAN服务器。本专利技术的进一步技术方案是：所述网关为LoRaWAN网关。本专利技术的有益效果是：服务器可以根据当前的网络容量情况及所有终端设备的普遍丢包情况对终端设备的上报周期进行动态调整，使得整个网络容量具备自适应的属性，能随着终端设备数量的增多进行动态增加；能够有针对性地对个别终端设备丢包率过高的现象进行个别处理并做出异常预判；对终端设备的上行数据进行合理分割，将次要的数据隔几个上报周期后再插入上报，尽可能地减少了较少整个网络的数据量；上行数据统一用非确定上行，下行尽可能用组播的方式，大大较少了整个网络的下行数据，从而可以提高网络容量。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种提高通信网络容量的方法的系统结构图；图2是本专利技术实施例提供的一种提高通信网络容量的方法的服务器处理上行数据的处理流程图；图3是本专利技术实施例提供的一种提高通信网络容量的方法的个别终端设备丢包率过高的处理历程图；图4是本专利技术实施例提供的一种提高通信网络容量的方法的终端设备丢包率普遍过高的处理流程图。具体实施方式图1-4示出了本专利技术提供的一种提高通信网络容量的方法，包括服务器，连接所述服务器的客户端，若干个连接所述服务器的网关，及若干个连接所述网关的终端设备，所述服务器、所述网关及所述终端设备通信均采用LoRaWAN协议，所述服务器：用于以组播的方式周期性发送心跳包到网关，并处理上行数据及客户端的控制指令或下行数据；所述网关：用于转发上行数据和下行数据；所述终端设备：用于周期性发非确定上行数据上报状态，处理服务器发送的心跳包，及处理下行数据；所述客户端：用于发送控制指令或查看工作状态；所述方法包括以下步骤：步骤S1：通过服务器处理上行数据，首先服务器收到终端设备发送的上行数据，服务器根据上行数据的帧号计算该终端设备的丢包率及所有终端设备的平均丢包率，判断该终端设备的丢包率是否大幅度高于平均丢包率，如否，则判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如是，则服务器把该终端设备的丢包信息加到心跳包，以告知该终端设备，该终端设备则按个别终端设备丢包率过高来进行处理，经过该终端设备处理后观察丢包率是否降低，如是，则判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如否，则报告给客户端，并判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，在判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如否，则服务器结束处理上行数据，如是，则服务器根据当前LoRa网络容量计算终端设备的最小上报周期Tm，通知给客户端，而服务器把平均丢包信息及最小上报周期Tm加到心跳包，已告知所有终端设备，所有终端设备则按终端设备丢包率普遍过高来进行处理，经过终端设备处理后判断丢包率是否降低，如是，则服务器结束处理上行数据，如否，则报告给客户端，并结束处理上行数据；步骤S2：个别终端设备丢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高通信网络容量的方法，包括服务器，连接所述服务器的客户端，若干个连接所述服务器的网关，及若干个连接所述LoRaWAN网关的终端设备，所述服务器、所述网关及所述终端设备通信均采用LoRaWAN协议，其特征在于，所述服务器：用于以组播的方式周期性发送心跳包到网关，并处理上行数据及客户端的控制指令或下行数据；所述网关：用于转发上行数据和下行数据；所述终端设备：用于周期性发非确定上行数据上报状态，处理服务器发送的心跳包，及处理下行数据；所述客户端：用于发送控制指令或查看工作状态；所述方法包括以下步骤：步骤S1：通过服务器处理上行数据，首先服务器收到终端设备发送的上行数据，服务器根据上行数据的帧号计算该终端设备的丢包率及所有终端设备的平均丢包率，判断该终端设备的丢包率是否大幅度高于平均丢包率，如否，则判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如是，则服务器把该终端设备的丢包信息加到心跳包，以告知该终端设备，该终端设备则按个别终端设备丢包率过高来进行处理，经过该终端设备处理后观察丢包率是否降低，如是，则判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如否，则报告给客户端，并判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，在判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如否，则服务器结束处理上行数据，如是，则服务器根据当前LoRa网络容量计算终端设备的最小上报周期Tm，通知给客户端，而服务器把平均丢包信息及最小上报周期Tm加到心跳包，已告知所有终端设备，所有终端设备则按终端设备丢包率普遍过高来进行处理，经过终端设备处理后判断丢包率是否降低，如是，则服务器结束处理上行数据，如否，则报告给客户端，并结束处理上行数据；步骤S2：个别终端设备丢包率过高来进行处理，首先判断是否收到心跳包，如否，则结束处理，如是，则判断心跳包中是否带有匹配的DevAddr，如否，则结束处理，如是，则被告知本终端设备丢包严重，并获取接收该心跳包时的RSSI和SNR，判断RSSI或SNR是否太差，如否，则结束处理，如是，则增加发射功率或较小数据率，并结束处理；步骤S3：终端设备丢包率普遍过高来进行处理，首先判断是否收到心跳包，如否，则结束处理，如是，则判断心跳包中是否携带有平均丢包率信息及最小上报周期Tm，如否，则结束处理，如是，则判断是否有占空比约束，如是，则判断最小上报周期Tm是否小于占空比约束的最小上报周期T1，如否，则判断最小上报周期Tm是否小于当前所用的上报周期Tc，判断最小上报周期Tm是否小于占空比约束的最小上报周期T1，如否，则判断最小上报周期Tm是否小于当前所用的上报周期Tc，如是，则判断最小上报周期T1是否小于当前所用的上报周期Tc，判断最小上报周期Tm是否小于当前所用的上报周期Tc，如否，则终端设备上行的上报周期设备为Tm，如是，则终端设备上行的上报周期保持为Tc，判断最小上报周期T1是否小于当前所用的上报周期Tc，如是，则终端设备上行的上报周期保持为Tc，如否，则终端设备上行的上报周期设置为T1，根据终端设备上行的上报周期的实际情况将终端设备所需要上报的数据拆分成首要和次要部分，将次要部分每间隔几个上报周期在插入上报，以较少整个网络的数据量，并结束处理。...

【技术特征摘要】
1.一种提高通信网络容量的方法，包括服务器，连接所述服务器的客户端，若干个连接所述服务器的网关，及若干个连接所述LoRaWAN网关的终端设备，所述服务器、所述网关及所述终端设备通信均采用LoRaWAN协议，其特征在于，所述服务器：用于以组播的方式周期性发送心跳包到网关，并处理上行数据及客户端的控制指令或下行数据；所述网关：用于转发上行数据和下行数据；所述终端设备：用于周期性发非确定上行数据上报状态，处理服务器发送的心跳包，及处理下行数据；所述客户端：用于发送控制指令或查看工作状态；所述方法包括以下步骤：步骤S1：通过服务器处理上行数据，首先服务器收到终端设备发送的上行数据，服务器根据上行数据的帧号计算该终端设备的丢包率及所有终端设备的平均丢包率，判断该终端设备的丢包率是否大幅度高于平均丢包率，如否，则判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如是，则服务器把该终端设备的丢包信息加到心跳包，以告知该终端设备，该终端设备则按个别终端设备丢包率过高来进行处理，经过该终端设备处理后观察丢包率是否降低，如是，则判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如否，则报告给客户端，并判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，在判断所有终端设备的平均丢包率是否达到一定门限，如否，则服务器结束处理上行数据，如是，则服务器根据当前LoRa网络容量计算终端设备的最小上报周期Tm，通知给客户端，而服务器把平均丢包信息及最小上报周期Tm加到心跳包，已告知所有终端设备，所有终端设备则按终端设备丢包率普遍过高来进行处理，经过终端设备处理后判断丢包率是否降低，如是，则服务器结束处理上行数据，如否，则报告给客户端，并结束处理上行数据；步骤S2：个别终端设备丢包率过高来进行处理，首先判断是否收到心跳包，如否，则结束处理，如是，则判断心跳包中是否带有匹配的DevAddr，如否，则结束处理，如是，则被告知本终端设备丢包...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祖江，钟景维，张治宇，石庆，刘立明，俞浩，孙玉林，
申请(专利权)人：深圳市亿兆互联技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44