[發明專利]一種提升LoRa私有協議網關接收靈敏度的方法及裝置

有效

• 申請號: 202011239816.1
• 申請日: 2020-11-09
• 公開（公告）號: CN112312436B
• 公開（公告）日: 2023-10-10
• 發明（設計）人: 李威;石險峰;胡明宇;單夫來;馮勇;盛義偉;張慶慶;李小沖;杜陽;范杰
• 申請（專利權）人: 蚌埠依愛消防電子有限責任公司
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W88/16;H04B1/16;H04B1/10
• 代理公司: 合肥中博知信知識產權代理有限公司 34142
• 代理人: 管秋香

1.一種提升LoRa私有協議網關接收靈敏度的方法，其特征在于，所述方法具體為：LoRa私有協議網關設備配套的終端設備通過LoRa通信發送入網請求，網關設備接收到入網請求后通過LoRa配置通道和終端設備進行通信，并確認終端設備是否成功連接，確認終端設備連接成功后，網關設備根據預設的射頻參數配置表對終端設備進行順序配置，所述射頻參數包括工作頻段、工作帶寬、擴頻因子和編碼率，網關設備主動獲取當前建立通信的終端設備在某一參數下的環境噪聲RSSI、上一次接收數據時的RSSI和當前參數下的理論最高接收靈敏度，根據最佳RSSI值與理論最高接收靈敏度對比，設定并保存參數；

終端入網完成后，網關設備通過直通通道周期性實時獲取連接到自身的終端設備的信號信道RSSI值，根據測量值依次與預設弱信號閾值和更換參數閾值比較判斷是否將對應終端接收信號旁路到放大通路或者是重新配置終端射頻參數；

對于重新配置射頻終端參數的情況：若網關與終端設備在通信過程中，出現因環境等變化因素導致的接收信號質量惡化，網關端在動態檢測終端RSSI值后，與預設需重新配置射頻參數的極低信號強度閾值進行對比判斷，若滿足重新配置射頻參數信號閾值范圍，則網關會對終端進行參數重新配置，以尋找環境變化后的最優通信配置參數，避免出現終端丟失的情況；

對于滿足將接收信號接入接收放大通路的情況，在放大通路LNA電路后級連接一數字可調衰減器，衰減幅度由網關根據當前設置射頻參數決定，用來調節放大后接收信號強度，保證后級電路不會因為接收信號過強而損壞；后級衰減器的衰減幅度設置由以下方法給出：

衰減器的值是根據以下公式確定的：

RSL_max＝Tx_pwr+Tx_antgain-Path_loss+Rx_antgain+LNA_gain-Att_loss

其中RSL_max為出現在LoRa射頻芯片輸入端的最大信號強度，Tx_pwr與Tx_atngain分別為發射功率和發射天線增益，Rx_antgain與LNA_gain分別為接收天線增益和低噪放增益，Path_loss為路徑損耗，Att_loss即為衰減器的值；通過此公式計算，設置合適的衰減值，保證系統的RSL_max小于0dBm。

2.根據權利要求1中所述的一種提升LoRa私有協議網關接收靈敏度的方法，其特征在于，其中理論接收靈敏度與上述擴頻因子(SF)、信道帶寬(BW)有關，計算公式如下：

所述的RSSI指的是信號強度指示功能，它是在接收機帶寬內測得，用來判斷連接質量，RSSI值越大，則表明當前信號強度越強，連接質量越好。

3.根據權利要求1中所述的一種提升LoRa私有協議網關接收靈敏度的方法所用的裝置，其特征在于，主要由射頻開關、濾波器、LNA電路、衰減器和控制單元電路組成，控制單元電路通過控制射頻開關對發射或接收通路進行選擇，若為發射信號，則控制單元電路選通發射通路將發射信號直通處理，若為接收信號，則根據接收信號為配置信號或強信號還是正常通信信號來選通直通通路或者是接收放大通路；

所述控制電路由控制單元、LoRa射頻芯片和邏輯門電路組成；其中控制單元通過輸出接口控制衰減器衰減數值和控制接收直通通路以及接收放大通路的切換，LoRa射頻芯片引出DIO2引腳用于控制收發轉換，該引腳在空閑或者接受狀態時為輸出低電平，在發射模式為高電平。