[发明专利]一种基于RTS/CTS的LoRa网络的通信方法

权利要求书

1.一种基于RTS/CTS的LoRa网络的通信方法，其特征在于，所述方法包括：

LoRa设备节点根据自身的工作模式采用各自对应的通信机制，完成所述LoRa设备节点与网关节点之间的通信；

LoRa设备的工作模式包括Class A模式、Class B模式及Class C模式；

不同的通信机制均基于RTS数据包和CTS数据包；

其中，所述LoRa设备的工作模式为Class A模式，对应的通信机制为：

当所述LoRa设备节点检测信道处于空闲状态时，所述LoRa设备节点向网关节点范围内所有节点广播发送所述RTS数据包，所述LoRa设备节点进入竞争期；

竞争节点根据不同的竞争策略进入设备休眠状态；所述竞争节点包括所有发送所述RTS数据包的所述LoRa设备节点；

所述网关节点根据接收到的RTS数据包，从所述竞争节点中确认获胜节点，所述网关节点将所述获胜节点通过所述CTS数据包通知所述网关节点范围内的所有节点；

其中，所述LoRa设备的工作模式为Class B模式，对应的通信机制为：

在保留了Class A模式下的通信机制下，额外增加了固定时间周期打开的接收窗口；

所述LoRa设备将节点竞争周期延长为两个Ping slot之间的时间间隔，在竞争周期内，所述网关节点不会发送CTS数据包；在达到接收窗口期，所述网关节点向所述网关节点范围内所有节点发送CTS数据包；除获胜节点外，其他节点均打开接收窗口，获取CTS数据包，并进入休眠状态；

其中，所述LoRa设备的工作模式为Class C模式，对应的通信机制为：

当所述LoRa设备节点检测信道处于空闲状态时，所述LoRa设备节点向网关节点范围内所有节点广播发送所述RTS数据包，所述网关节点范围内所有节点接收到所述RTS数据包后进入休眠状态；

所述网关节点根据接收到的RTS数据包确认获胜节点，所述网关节点将所述获胜节点通过所述CTS数据包通知所述网关节点范围内的所有节点，所述网关节点内其他节点进入休眠状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述竞争节点包括处于接收窗口期节点、处于空闲期节点、发送数据期间唤醒节点、长期处于休眠节点。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述竞争节点为所述处于接收窗口期节点，所述竞争节点根据不同的竞争策略进入设备休眠状态，包括：

所述竞争节点接收CTS数据包并解析，得到正在传输设备节点ID和需要传输数据的时长；

所述竞争节点根据所述节点ID判断是否为自身节点，如果是自身节点，则所述竞争节点发送数据，如果不是自身节点，则等待第一接收窗口和第二接收窗口关闭，并进入休眠状态。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述竞争节点为所述发送数据期间唤醒节点，所述发送数据期间唤醒节点唤醒后与所述竞争节点为所述处于空闲期节点的竞争策略相同；

所述竞争节点为所述处于空闲期节点，所述竞争节点的竞争策略包括：

若所述竞争节点处于竞争期发送所述RTS数据包，则采用网关节点选择获胜节点方式；

若所述竞争节点处于所述网关节点发送所述CTS数据包后且短帧间间隔阶段发送所述RTS数据包，所述网关节点向所述竞争节点发送反馈CTS数据包，表示当前信道传输状况；

若所述竞争节点处于信道检测时发送所述RTS数据包，发生数据碰撞，所述网关节点未接收到正确数据，解析失败，要求重发数据，以使发送节点接收到重发请求后重新发送数据；所述处于空闲期节点没有接收到正确数据，进入休眠状态。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述LoRa设备节点检测信道处于非空闲状态时，所述LoRa设备节点进入休眠状态，预设时长后，所述LoRa设备节点进入唤醒状态，所述LoRa设备节点唤醒后再次检测所述信道是否处于空闲状态。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述RTS数据包和CTS数据包的数据均包括正在传输设备节点ID和需要传输数据的时长。

7.根据权利要求3或6所述的方法，其特征在于，节点接收到的所述RTS数据包或所述CTS数据包的形式为数据串；

解析所述RTS数据包和/或所述CTS数据包，包括：

将所述数据串与字典中相关符号序列进行匹配，得到所述正在传输设备节点ID和所述需要传输数据的时长；所述字典表征所述相关符号序列与所述正在传输设备节点ID和所述需要传输数据的时长的对应关系；所述相关符号序列为伪随机二进制序列。