【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于物联网通信，涉及一种面向海上移动节点的lorawan网络传输速率自适应方法。
技术介绍
1、lorawan采用adr(adaptive data rate，自适应速率)算法，为静态终端设备分配合适的传输速率和发射功率，增加网络的整体容量，降低功耗。标准adr算法中把最近n(默认n＝20)个信号中snr(signal noise ratio，信噪比)的最大值作为终端节点分配传输速率的判断依据，但是这种算法仅适用于在信道质量稳定的条件下，缺少对外界环境变化的考虑。而在海上无线传感器网络进行通信时，由于节点移动和海浪波动等因素的影响，海上的信道传输损耗通常处于快速变化的状态。在通信过程中，环境的变化会影响snr，网关接收到信号的snr值有很大的噪声。这导致标准adr算法为节点分配的传输速率和发射功率与新环境不匹配，出现数据包丢失，能量效率下降的问题。
技术实现思路
1、本专利技术旨在克服现有技术的上述不足，提出一种面向海上移动节点的lorawan网络传输速率自适应方法：分别对网关接收到的最近n个数据包的snr和rssi(receivedsignal strength indication，接收的信号强度指示)进行卡尔曼滤波平滑，根据传输信道的实时状态，提出联合rssi动态调节n取值策略，不断更新参与计算的数据包个数n，可以获取最优信噪比估计值；从而更加准确且及时地根据当前信道质量为节点分配合适的sf(spreading factor,扩频因子)和tp(transmissio
2、一种面向海上移动节点的lorawan网络传输速率自适应方法，包括下列步骤：
3、(1)分别设定扩频因子sf、发射功率tp的取值范围，即设定各自的上限值和下限值以及参与计算的数据包个数n的初始默认值和上限值；
4、(2)初始化各个终端节点的参数，为各个节点随机分配初始时的扩频因子sf、发射功率tp；
5、(3)获取各个节点最近n个信号的snr和rssi，采用卡尔曼滤波算法对获取到的snr和rssi进行滤波平滑得到最优估计值snrk和rssik；
6、(4)分别对各个节点的n个信号滤波平滑后的最优估计值snrk和rssik求平均值得到snrm和rssim，再分别求出对应的sf、tp、相应sf下所需信噪比sfrssi，方法如下：
7、1)计算节点的n个信号滤波平滑后的最优估计值snrk和rssik求平均值得到snrm和rssim；
8、2)通过计算平均值snrm与相应sf下所需信噪比snrreq的差值，再减去一个常量devicemargin得到snrmargin，即：snrmargin＝snrm-snrreq-devicemargin；
9、3)计算用于调整节点的sf和tp的步长参数nstep，如下：
10、计算nstep＝int(snrmargin/3)；
11、当nstep大于0并且sf大于所设定的sf上限值，降低sf和nstep，并且如果tp大于所设定的tp下限值，按照所预设的tp步长，在tp的取值范围内减小tp；当nstep小于0并且tp小于tp上限值，则按照所预设的tp步长，增加tp，并且增加nstep；
12、4)根据不同数据速率下解调所需的snr和rssi的最小值以及步骤(3)中得到的rssim计算对应的sfrssi；
13、5)根据所得到的最佳sf和sfrssi动态调节n取值，不断更新参与计算的数据包个数n，根据当前信道质量为节点分配合适的传输参数即最佳sf和tp。
14、进一步的，步骤5)的方法为：
15、a、当sf和sfrssi的取值一致时，结束循环，转到步骤d；
16、b、当sf和sfrssi的值不一致时，按照所预设的n的步长，增加参与下一轮计算的数据包个数n，返回步骤(3)；
17、c、当n等于或大于所设定的n上限值时结束循环；
18、d、将当前的sf、tp视为最佳sf和tp并输出。
19、进一步的，n的初始默认值和上限值分别为10和30。
20、进一步的，sf的取值范围为[7,12]、tp的取值范围为[2dbm,17dbm]。
21、进一步的，devicemargin＝5。
22、进一步的，n的步长预设为5，所预设的tp步长为3。
23、本专利技术的面向海上移动节点的lorawan网络传输速率自适应方法，能够在信道质量快速变化的场景下更加及时的给节点分配合适的传输速率和发射功率，增加网络的整体容量，降低功耗从而延长整个网络的使用寿命。
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1.一种面向海上移动节点的LoRaWAN网络传输速率自适应方法，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的LoRaWAN网络传输速率自适应方法，其特征在于，步骤5)的方法为：
3.根据权利要求1所述的LoRaWAN网络传输速率自适应方法，其特征在于，N的初始默认值和上限值分别为10和30。
4.根据权利要求1所述的LoRaWAN网络传输速率自适应方法，其特征在于，SF的取值范围为[7,12]、TP的取值范围为[2dBm,17dBm]。
5.根据权利要求1所述的LoRaWAN网络传输速率自适应方法，其特征在于，deviceMargin＝5。
6.根据权利要求1所述的LoRaWAN网络传输速率自适应方法，其特征在于，N的步长预设为5，所预设的TP步长为3。
【技术特征摘要】
1.一种面向海上移动节点的lorawan网络传输速率自适应方法，包括下列步骤：
2.根据权利要求1所述的lorawan网络传输速率自适应方法，其特征在于，步骤5)的方法为：
3.根据权利要求1所述的lorawan网络传输速率自适应方法，其特征在于，n的初始默认值和上限值分别为10和30。
4.根据权利要求1所述的loraw...
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