西安邮电大学王宏刚获国家专利权
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龙图腾网获悉西安邮电大学申请的专利基于环境感知的LoRa网络动态链路自适应控制方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121397485B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511956625.X,技术领域涉及:H04W4/30;该发明授权基于环境感知的LoRa网络动态链路自适应控制方法及系统是由王宏刚;刘小磊;马媛媛;潘若禹;庞胜利;邹子渺设计研发完成,并于2025-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于环境感知的LoRa网络动态链路自适应控制方法及系统在说明书摘要公布了:本发明涉及物联网通信技术领域,具体涉及基于环境感知的LoRa网络动态链路自适应控制方法及系统,包括:系统首先为终端预设初始通信参数并收集其数据与链路信息;基于传输路径上的建筑物与交通数据,构建环境感知模型以量化环境影响因子,并结合性能指标建立动态评价矩阵。基于此矩阵计算当前链路的综合性能指数,并预测信噪比变化得到相对差值。系统通过分析性能指数变化趋势,运用自适应算法生成通信参数的优化建议,并预估带来的性能提升。通过权衡性能提升与调整所需的能耗、时延成本,仅在收益大于开销时才执行参数调整。最终在固定配网时间内完成所有终端的优化,并评估网络整体性能。本发明提高了LoRa网络动态链路自适应控制的准确性。
本发明授权基于环境感知的LoRa网络动态链路自适应控制方法及系统在权利要求书中公布了:1.基于环境感知的LoRa网络动态链路自适应控制方法,其特征在于,包括: 预设LoRa网络终端的核心物理层的初始通信参数;LoRa网络终端按照初始通信参数向网关发送数据,网关将成功接收到的数据转发给网络服务器,网络服务器统计终端信息; 获取LoRa网络传输路径上的建筑物分布和车辆交通情况,根据所述建筑物分布和车辆交通情况,构建环境感知模型;通过环境感知模型获得影响因子;根据影响因子和所述终端信息中的性能指标构建动态环境感知性能评价矩阵; 其中,所述环境感知模型包括三维空间信号衰减模型和动态交通流量干扰模型,所述影响因子包括建筑物密度影响因子和交通流量影响因子;所述根据所述建筑物分布和车辆交通情况,构建环境感知模型;通过环境感知模型获得影响因子,包括: 根据所述建筑物分布和车辆交通情况,获得终端与网关间传输路径的建筑物密度指数和交通流量;其中,所述交通流量为通过实时监测获得单位时间内通过传输路径的车辆数量; 根据所述建筑物密度指数,获得传输路径损耗指数;具体为: 式中,表示自由空间环境下的基准路径损耗指数,表示映射系数,表示传输路径损耗指数;表示第个建筑物在传输路径上的投影面积,表示第个建筑物的位置权重因子,表示区域总面积,表示传输路径上所有建筑物的总数量,表示建筑物密度指数; 根据传输路径损耗指数构建三维空间信号衰减模型;具体为: 式中,表示距离为的路径损耗,表示参考距离处的路径损耗,表示传输路径损耗指数,表示传输路径的距离,表示参考距离,表示建筑物遮挡损耗,表示地形起伏附加损耗; 通过三维空间信号衰减模型获得建筑物密度影响因子;具体为: 式中,表示距离为的自由空间路径损耗,表示建筑物密度影响因子; 根据交通流量构建动态交通流量干扰模型,通过动态交通流量干扰模型获得交通流量影响因子;所述动态交通流量干扰模型具体用公式表示为: 式中,表示交通流量的动态干扰强度,表示多普勒效应强度,表示反射干扰强度,表示多径干扰强度;其中,多径干扰强度为实测多径时延扩展数据;多普勒效应强度具体用公式表示为: 式中,表示车辆的平均速度,表示光速,表示LoRa载波频率,表示交通流量,表示标准车辆密度,表示第一拟合系数; 反射干扰强度具体用公式表示为: 式中,表示第二拟合系数,表示车辆表面材料反射系数; 所述交通流量影响因子具体用公式表示为: 式中,表示交通流量影响因子,表示基准干扰强度; 其中,根据影响因子和所述终端信息中的性能指标构建动态环境感知性能评价矩阵,构建的是终端信息中一个性能指标与建筑物密度影响因子、交通流量影响因子之间的多元线性函数; 基于动态环境感知性能评价矩阵获得当前时刻链路质量的综合性能指数;通过终端信息中历史信噪比数据预测后续时刻的信噪比数据,根据所述后续时刻的信噪比数据与信噪比经验最优值之间的差异,获得信噪比相对差值; 根据所述综合性能指数,获得当前时刻的综合性能指数变化率;根据所述综合性能指数变化率、综合性能指数和信噪比相对差值,通过综合自适应调整算法,获得通信参数的待优化值;根据通信参数的待优化值获得待优化的综合性能指数; 根据待优化的综合性能指数和当前时刻链路质量的综合性能指数,获得链路质量的绝对改善程度;获取网络的能耗成本和时延成本,根据链路质量的绝对改善程度、能耗成本和时延成本,获得待调整开销评价因子;通过待调整开销评价因子来判断是否将通信参数调整为待优化值,以此来完成单个终端的通信参数的优化; 在预设配网时间内对所有终端的通信参数进行优化,输出所有终端的优化后通信参数,然后通过所有终端的优化后通信参数对网络整体性能进行评价。
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