[发明专利]一种无线频点管理方法及系统

说明书

本发明提供一种无线频点管理方法及系统，应用于LoRaWAN网络，包括终端上电后，在各个信道组中随机选择一个频点发出Hello报文；在网络服务器经由网关接收到Hello报文后，终端在接收Hello报文的信道中选择发出Hello报文的频点发出入网请求报文；终端接收到网络服务器经由最优网关发送来的入网响应报文后，经由最优网关接入网络；所述最优网关由网络服务器根据终端所对应的网络环境信息和终端所在覆盖范围内各网关的资源占用率确定的，终端对应的网络环境信息由网络服务器根据由不同网关接收到的来自终端的Hello报文而获取的。本发明的无线频点管理方法及系统能够有效地提高了频点资源的利用率，减少了无线网络的丢包率、错误率。

技术领域

本发明涉及无线通信的技术领域，特别是涉及一种无线频点管理方法及系统。

背景技术

LoRa是低功耗广域网(Low Power Wide Area Network，LPWAN)中的一种无线技术，具有长距离、低功耗、低速率、低成本的特点，适合大规模部署。LoRa的覆盖范围可以是一个城市，甚至是一个国家，可以将收集的数据集成到公共数据平台，建立如智慧城市、智慧交通、智慧工厂等项目；还可以利用这些数据可以进行后期的大数据挖掘，有利于城市管理、社会公共管理、工业互联网、发展咨询等项目。

LoRaWAN是由LoRa联盟推出的一个低功耗广域网规范，其网络架构由终端、网关(Gateway)、网络服务器(Network Server，NS)组成。LoRaWAN网络终端数据上报时，终端向外界发送无线数据；网关接收到无线信号后，会通过以太网或者手机运营商网络(3G或4G)将数据上报到网络服务器；网络服务器将接收的数据保存下来，并且识别上报的数据包类型，如果是需要回复的数据包，则再将回复报文推送给网关，由网关以无线的形式发送出去。网关与网络服务器之间交互协议是完整的TCP/IP协议，终端与网关之间以无线方式交互，使用属于MAC层的LoRaWAN协议。在LoRaWAN规范中，定义两种终端接入模式，分别为无线激活(Over-The-Air Activation，OTTA)和手动激活(Activation By Personalization，ABP)。在OTAA模式下，根据终端随机生成的设备随机数(DevNonce)和网络服务器随机生成的应用层随机数(AppNonce)自动生成网络会话密钥(Network Session Key，NwkSKey)和应用会话密钥(Application Session Key，AppSKey)；在ABP模式下，使用固定的NwkSKey和AppSKey。两种模式相比，OTAA的安全性更好，ABP则接入使用比较简单。

根据LoRaWAN1.01规范定义，中国区470频段上行频点从470.3MHz至489.3MHz，其中每200KHz为一个频点，一个频点对应为一个工作信道。例如470.3MHz一个信道，470.5MHz一个信道等等，共划分为96个信道。而一个网关的接收范围只能在连续的8个信道范围内，所以96个信道又可以划分为12个信道组。因此，信道组划分如表1所示。

表1、12个信道组的起始频点和终止频点

因此，每个网关可接收的信道范围为一个信道组。终端与网关相互收发消息，要求工作在同一个信道组内。假设终端工作在第一个信道内，其频点范围为470.3至471.7，发送数据时，可以从中随机的选择一个频点，可以分别为470.3MHz、470.5MHz、470.7MHz、470.9MHz、471.1MHz、471.3MHz、471.5MHz或471.7MHz。