[發明專利]一種無線頻點管理方法及系統

有效

• 申請號: 201611195639.5
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108616904B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 肖科
• 申請（專利權）人: 上海未來寬帶技術股份有限公司
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W74/08;H04W76/10
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 高園園

本發明提供一種無線頻點管理方法及系統，應用于LoRaWAN網絡，包括終端上電后，在各個信道組中隨機選擇一個頻點發出Hello報文；在網絡服務器經由網關接收到Hello報文后，終端在接收Hello報文的信道中選擇發出Hello報文的頻點發出入網請求報文；終端接收到網絡服務器經由最優網關發送來的入網響應報文后，經由最優網關接入網絡；所述最優網關由網絡服務器根據終端所對應的網絡環境信息和終端所在覆蓋范圍內各網關的資源占用率確定的，終端對應的網絡環境信息由網絡服務器根據由不同網關接收到的來自終端的Hello報文而獲取的。本發明的無線頻點管理方法及系統能夠有效地提高了頻點資源的利用率，減少了無線網絡的丟包率、錯誤率。

技術領域

本發明涉及無線通信的技術領域，特別是涉及一種無線頻點管理方法及系統。

背景技術

LoRa是低功耗廣域網(Low Power Wide Area Network，LPWAN)中的一種無線技術，具有長距離、低功耗、低速率、低成本的特點，適合大規模部署。LoRa的覆蓋范圍可以是一個城市，甚至是一個國家，可以將收集的數據集成到公共數據平臺，建立如智慧城市、智慧交通、智慧工廠等項目；還可以利用這些數據可以進行后期的大數據挖掘，有利于城市管理、社會公共管理、工業互聯網、發展咨詢等項目。

LoRaWAN是由LoRa聯盟推出的一個低功耗廣域網規范，其網絡架構由終端、網關(Gateway)、網絡服務器(Network Server，NS)組成。LoRaWAN網絡終端數據上報時，終端向外界發送無線數據；網關接收到無線信號后，會通過以太網或者手機運營商網絡(3G或4G)將數據上報到網絡服務器；網絡服務器將接收的數據保存下來，并且識別上報的數據包類型，如果是需要回復的數據包，則再將回復報文推送給網關，由網關以無線的形式發送出去。網關與網絡服務器之間交互協議是完整的TCP/IP協議，終端與網關之間以無線方式交互，使用屬于MAC層的LoRaWAN協議。在LoRaWAN規范中，定義兩種終端接入模式，分別為無線激活(Over-The-Air Activation，OTTA)和手動激活(Activation By Personalization，ABP)。在OTAA模式下，根據終端隨機生成的設備隨機數(DevNonce)和網絡服務器隨機生成的應用層隨機數(AppNonce)自動生成網絡會話密鑰(Network Session Key，NwkSKey)和應用會話密鑰(Application Session Key，AppSKey)；在ABP模式下，使用固定的NwkSKey和AppSKey。兩種模式相比，OTAA的安全性更好，ABP則接入使用比較簡單。

根據LoRaWAN1.01規范定義，中國區470頻段上行頻點從470.3MHz至489.3MHz，其中每200KHz為一個頻點，一個頻點對應為一個工作信道。例如470.3MHz一個信道，470.5MHz一個信道等等，共劃分為96個信道。而一個網關的接收范圍只能在連續的8個信道范圍內，所以96個信道又可以劃分為12個信道組。因此，信道組劃分如表1所示。

表1、12個信道組的起始頻點和終止頻點

因此，每個網關可接收的信道范圍為一個信道組。終端與網關相互收發消息，要求工作在同一個信道組內。假設終端工作在第一個信道內，其頻點范圍為470.3至471.7，發送數據時，可以從中隨機的選擇一個頻點，可以分別為470.3MHz、470.5MHz、470.7MHz、470.9MHz、471.1MHz、471.3MHz、471.5MHz或471.7MHz。