CN109195195B - LoRa网络信道接入方法、终端、网关、服务器及系统 - Google Patents

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    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本发明实施例提供一种LoRa网络信道接入方法、终端、网关、服务器及系统。所述方法包括：向LoRa网关发送报文之前，侦听待选信道列表中的待选信道是否空闲；若第一待选信道空闲，则随机延时第一时长后，侦听第一待选信道是否被LoRa前导信号占用；若第一待选信道未被占用，则通过第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文。本发明实施例解决了LoRa信道高碰撞、利用率低，LoRa终端多重传、功耗高的问题，提高了空口利用率。

Description

LoRa网络信道接入方法、终端、网关、服务器及系统
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，具体涉及LoRa网络信道接入方法、终端、网关、服务器及系统。
背景技术
信道接入是媒体接入控制(Media Access Control，Mac)层的核心功能，其目的主要是安排设计合理利用信道资源进行通信。如果只有一个设备向另一个设备发送数据，则不需要考虑太多信道接入的问题，设备可以独占所有信道资源，信道资源包括频率、时间、空间、功率等；但是当多个设备进行通信时，例如当两台终端设备同时跟主机通信，就会造成碰撞，此时需要采用信道接入技术来合理安排每个设备占用的信道资源，避免不同设备的通信冲突。
目前常用的信道接入技术为随机接入技术。在随机接入技术中，设备通信不占据固定的资源，为了安排不同设备之间对资源的使用，通常通过竞争的过程来完成，即哪个设备抢到信道资源，哪个设备就可以进行通信。随机接入信道技术当中比较著名的是ALOHA技术。图1为现有ALOHA技术中信道冲突示意图，如图1所示，标签1和标签2随机发送，如果发送的报文恰好错开，接收端两个包均可以收到；如果报文有部分或者完全在时间和频率上重叠了，就会造成部分冲突或者完全冲突，导致接收端收到的包不完整或者收不到，因此为了保证尽可能高的信道利用率，需要冲突尽可能少。
LoRaWAN标准是为LoRa(远距离通信网络)设计的一套通讯协议和系统架构，LoRaWAN标准中，终端的信道接入方法是纯ALOHA的机制，即终端有内容就进行发包，丢包就重传的模式。这种模式随着终端数量的不断增多，或者发包数量增大，多个终端在同一信道上发生碰撞的概率就大大增大，导致空口利用率较低。碰撞后的终端没有收到ACK确认报文又进行重传，造成系统的容量低并且终端大量的重传也带来巨大的功耗损失。
为避免多个终端在同一信道上发生碰撞，目前常采用时分系统进行信道划分，终端和网关进行时钟同步，将信道资源划分为许多个slot(时隙)，定时维护终端设备列表，并下发公告，告知终端属于自己的发送时隙。图2为现有技术中时分系统信道资源划分示意图，如图2所示，1号终端在slot1进行发送，2号终端在slot2进行发送，3号终端在slot3进行发送，依次循环，且留有一定的预留时隙，用于接入其它的终端设备，从而可以重新分配时隙。时分系统可以保证已规划到的终端不发生碰撞，然而时分系统需要进行时钟同步，功耗高且难维护。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明实施例提供了一种LoRa网络信道接入方法、终端、网关、服务器及系统。
第一方面，本发明实施例提供一种LoRa网络的信道接入方法，包括：
向LoRa网关发送LoRa报文之前，侦听待选信道列表中的待选信道是否空闲；
若第一待选信道空闲，则随机延时第一时长后，侦听所述第一待选信道是否被LoRa前导信号占用；
若所述第一待选信道未被占用，则通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文。
如上述方法，可选地，还包括：
若所述第一待选信道繁忙或所述第一待选信道被占用，则从所述待选信道列表中选择其他待选信道进行信道切换，侦听切换后的待选信道是否空闲且未被LoRa前导信号占用。
如上述方法，可选地，还包括：
若所述待选信道列表中所有的待选信道均被LoRa前导信号占用或繁忙，则退避第二时长后，再次侦听所述待选信道列表中的待选信道。
如上述方法，可选地，所述第一时长是根据所述LoRa报文的重传次数和时隙时长确定的。
如上述方法，可选地，所述第二时长是根据所述LoRa报文的报文长度和调制速率确定的。
如上述方法，可选地，所述通过所述待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文，包括：
通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文，以供所述LoRa网关获取所述LoRa报文对应的接收信号强度RSSI和信噪比SNR，并将所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR发送至LoRa服务器；
接收LoRa服务器发送的待选信道列表，其中所述待选信道列表是根据所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR确定的；
根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道。
第二方面，本发明又一实施例提供一种LoRa网络的信道接入方法，包括：
接收LoRa网关发送的LoRa报文对应的信号接收强度RSSI和信噪比SNR；
根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa终端；
根据预设规则为所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表；
将所述待选信道列表发送至对应的LoRa终端，以供所述LoRa终端根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道，并经过侦听后通过待选信道向LoRa网关发送LoRa报文，其中，所述待选信道空闲且未被其他LoRa前导信号占用。
如上述方法，可选地，所述根据预设规则为所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表，包括：
根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa网关；
为所述信号重叠覆盖的LoRa网关中每个LoRa网关分配备选信道集合，其中所述备选信道集合的交集为空；
根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个所述LoRa终端对应的优选LoRa网关；
根据所述优选LoRa网关的备选信道集合确定所述LoRa终端的待选信道列表。
如上述方法，可选地，还包括：
将所述备选信道集合发送至对应的LoRa网关，以供所述LoRa网关在其对应的LoRa终端完成信道切换之后，根据所述备选信道集合进行网关信道切换。
第三方面，本发明实施例提供一种LoRa终端，包括：
第一侦听模块，用于向LoRa网关发送LoRa报文之前，侦听待选信道列表中的待选信道是否空闲；
第二侦听模块，用于若第一待选信道空闲，则随机延时第一时长后，侦听所述第一待选信道是否被LoRa前导信号占用；
第一发送模块，用于若所述第一待选信道未被占用，则通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文。
如上述LoRa终端，可选地，还包括：
选择模块，用于若所述第一待选信道繁忙或所述第一待选信道被占用，则从所述待选信道列表中选择其他待选信道进行信道切换，侦听切换后的待选信道是否空闲且未被LoRa前导信号占用。
如上述LoRa终端，可选地，还包括：
退避模块，用于若所述待选信道列表中所有的待选信道均被LoRa前导信号占用或繁忙，则退避第二时长后，再次侦听所述待选信道列表中的待选信道。
如上述LoRa终端，可选地，所述第一发送模块具体地用于：
通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文，以供所述LoRa网关获取所述LoRa报文对应的接收信号强度RSSI和信噪比SNR，并将所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR发送至LoRa服务器；
相应地，所述LoRa终端还包括：
第一接收模块，用于接收LoRa服务器发送的待选信道列表，其中所述待选信道列表是根据所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR确定的；
信道切换模块，用于根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道。
第四方面，本发明实施例提供一种LoRa服务器，包括：
第二接收模块，用于接收LoRa网关发送的LoRa报文对应的信号接收强度RSSI和信噪比SNR；
筛选模块，用于根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa终端；
分配模块，用于根据预设规则为所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表；
第二发送模块，用于将所述待选信道列表发送至对应的LoRa终端，以供所述LoRa终端根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道，并经过侦听后通过待选信道向LoRa网关发送LoRa报文，其中，所述待选信道空闲且未被其他LoRa前导信号占用。
如上述LoRa服务器，可选地，所述分配模块包括：
筛选单元，用于根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa网关；
第一分配单元，用于为所述信号重叠覆盖的LoRa网关中每个LoRa网关分配备选信道集合，其中所述备选信道集合的交集为空；
优选单元，用于根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个所述LoRa终端对应的优选LoRa网关；
第二分配单元，用于根据所述优选LoRa网关的备选信道集合确定所述LoRa终端的待选信道列表。
如上述LoRa服务器，可选地，还包括：
第三发送模块，用于将所述备选信道集合发送至对应的LoRa网关，以供所述LoRa网关在其对应的LoRa终端完成信道切换之后，根据所述备选信道集合进行网关信道切换。
第五方面，本发明实施例提供一种LoRa网络系统，包括：如上所述的LoRa终端和如上所述的LoRa服务器。
本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法，LoRa终端在发送LoRa报文之前，侦听待选信道是否空闲，是否被LoRa前导信号占用，只有当待选信道空闲且未被LoRa前导信号占用的情况下，才利用该待选信道发送LoRa报文，解决了LoRa信道高碰撞、利用率低，LoRa终端多重传、功耗高的问题，提高了空口利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有ALOHA技术中信道冲突示意图；
图2为现有技术中时分系统信道资源划分示意图；
图3为本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法流程示意图；
图4为本发明实施例提供的LoRa终端侦听信道的流程示意图；
图5为LoRa网络组网方式示意图；
图6为LoRa网络信号重叠覆盖区域示意图；
图7为本发明又一实施例提供的LoRa网络的信道接入方法流程示意图；
图8为本发明实施例提供的LoRa终端的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的LoRa服务器的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的LoRa网络系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图3为本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法流程示意图，如图3所示，所述信道接入方法包括：
步骤S31、向LoRa网关发送LoRa报文之前，侦听待选信道列表中的待选信道是否空闲；
具体地，LoRaWAN标准中，每个LoRa终端有数据需要发送就立即进行发送，这种随机模式容易造成多个终端在同一信道上发生碰撞，为了减少信道冲突，LoRa终端发送数据之前需要进行该信道是否有被占用的监听和判断，只有当判定该信道是空闲的，才会进行发送。当LoRa终端需要向LoRa网关发送LoRa报文时，首先从待选信道列表CFlist中选择一个待选信道，其中，待选信道列表CFlist是指LoRa终端可以使用的信道，初始条件下，默认LoRa终端可以使用其所在的LoRa网关的所有信道。LoRa信道上行共有96个信道，每个LoRa网关支持一组连续的8个信道，例如，网关A的信道为0-7，则网关A覆盖区域内的LoRa终端的待选信道列表包括信道0，信道1，…，信道7，从中任选一个信道，例如信道0作为待选信道，然后LoRa终端侦听所选的待选信道是否空闲，具体地，侦听信道又叫LBT(Listen BeforeTalk)，可以通过利用LoRa芯片中的寄存器实现，该寄存器可以实时获得接收机处的信号强度值。通过设一个判断条件：信号接收强度(Received Signal Strength Indicator，RSSI)＞-90dBm，判定信道被占用，占用可以是其它LoRa信号，也可以是其它同频信号。
步骤S32、若第一待选信道空闲，则随机延时第一时长后，侦听所述第一待选信道是否被LoRa前导信号占用；
具体地，侦听信道是否空闲，只是第一层的判断，因为LBT只能侦听到大于接收机噪声以上的情况，且只能判断信道是否被占用，这种占用不一定是其它LoRa设备造成的。而侦听是否有LoRa的前导报文在发送，可以侦听到SNR＜0的情况，并且是专门针对其它LoRa设备的。为了防止多个LoRa终端同时侦听到信道空闲，同时发送报文造成信道冲突，在LoRa终端侦听到第一信道空闲之后，随机延时第一时长，然后侦听该信道是否被其他LoRa前导信号占用，即是否有其他LoRa终端在使用该信道发送LoRa报文，随机延时是为了避免多个LoRa终端同时检测到同一个空闲信道。具体地，LoRa芯片具有信道占用检测(ChannelActivity Detection，CAD)功能，其作用是打开ms(毫秒)级别的接收机，侦听是否有LoRa前导的字符存在，如果有多于1.5～2个合法的LoRa字符存在，则判定有报文从而打开接收机接收。因此可以利用CAD功能，侦听信道是否被其他LoRa前导信号占用。
步骤S33、若所述第一待选信道未被占用，则通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文。
具体地，当CAD侦听到有合法字符的时候，判定第一信道被LoRa前导信号占用；当无合法字符的时候，等待一个随机时长，在所选的第一待选信道上向LoRa网关发送Lora报文。CAD侦听功耗比LBT侦听信道空闲稍微更高点，但是即使在发送最快速的报文(功耗最小)的情况下，发一个包的功耗都足够CAD侦听70次，所以将它作为第二次的判决依据，当LBT信道空闲后再通过侦听这种前导的方式来判定在-90dBm的功率之下是否有LoRa报文在传输。
本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法，LoRa终端在发送LoRa报文之前，侦听待选信道是否空闲，是否被LoRa前导信号占用，只有当待选信道空闲且未被LoRa前导信号占用的情况下，才利用该待选信道发送LoRa报文，解决了LoRa信道高碰撞、利用率低，LoRa终端多重传、功耗高的问题，提高了空口利用率。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述方法还包括：
若所述第一待选信道繁忙或所述待选信道被占用，则从所述第一待选信道列表中选择其他待选信道进行信道切换，侦听切换后的待选信道是否空闲且未被LoRa前导信号占用。
具体地，LoRa终端在发送报文之前，侦听待选信道列表中的一个待选信道是否空闲，如果该待选信道繁忙，则从待选信道列表中选择另外一个待选信道进行切换，继续侦听切换后的待选信道是否空闲并且未被其他LoRa前导信号占用。
如果该待选信道空闲，则侦听待选信道是否被其他LoRa前导信号占用，如果被占用，则从待选信道列表中选择另外一个待选信道进行切换，继续侦听切换后的待选信道是否空闲并且未被其他LoRa前导信号占用。这样就可以在发送时间上避免LoRa信道冲突。
本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法，LoRa终端在发送LoRa报文之前，侦听待选信道是否空闲，是否被LoRa前导信号占用，只有当待选信道空闲且未被LoRa前导信号占用的情况下，才利用该待选信道发送LoRa报文，在待选信道繁忙或被占用的情况下，从待选信道列表中继续侦听其他信道，解决了LoRa信道高碰撞、利用率低，LoRa终端多重传、功耗高的问题，进一步提高了空口利用率。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述方法还包括：
若所述待选信道列表中所有的待选信道均被LoRa前导信号占用或繁忙，则退避第二时长后，再次侦听所述待选信道列表中的待选信道。
具体地，图4为本发明实施例提供的LoRa终端侦听信道的流程示意图，如图4所示，该流程包括：
步骤S41、LoRa终端开始尝试发送LoRa报文；
步骤S42、LoRa终端侦听一个待选信道是否空闲，如果是，则执行步骤S43，否则执行步骤S46；
步骤S43、LoRa终端随机延时第一时长Delay；
步骤S44、LoRa终端侦听前导，判断是否有LoRa报文在发送，若是，则执行步骤S46，否则执行步骤S45；
步骤S45、LoRa终端在所选信道上发送LoRa报文；
步骤S46、LoRa终端判断是否已经遍历一遍待选信道列表，若是则执行步骤S48；否则执行步骤S47；
步骤S47、LoRa终端切换信道，执行步骤S42；
步骤S48、LoRa终端退避第二时长Backoff后，再次执行步骤S41。
退避第二时长Backoff的作用是为了防止大量终端设备的发送集中在一起的情况发生。当所有终端设备待选信道列表里的信道都判定繁忙后，则系统认为这段时间信道里的终端扎堆，将进行退避，确保错开该时段，以达到信道负载平滑的处理。
本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法，当终端要进行发包时，开始侦听信道，信道空闲则随机延迟第一时长后开始侦听前导看是否有LoRa报文在发送，如果没有侦听到LoRa的前导，则进行发送报文，如果侦听到信道繁忙或者信道有LoRa报文在发送，则切换信道重新开始侦听。如果所有信道都繁忙，则退避第二时长后，重新开始尝试发包，解决了LoRa信道高碰撞、利用率低，LoRa终端多重传、功耗高的问题，进一步提高了空口利用率。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述第一时长是根据所述LoRa报文的重传次数和时隙时长确定的。
具体地，加入随机延迟的作用是为了防止有多台LoRa终端一起检测出信道空闲而进行发送而造成冲突。如果存在这种情况，在下一轮的发送中，这些LoRa终端也会继续冲突下去。在本发明实施例中，将第一时长记为Delay，Delay＝rand(SlotTime*NUM)，其中，SlotTime为时隙时长，LoRa报文发送速率不同，其对应的时隙时长不同，NUM为LoRa报文的重传次数，NUM＝[0,1,2,3,4,5,6,7]，当重传一次NUM+1，发送成功后NUM清0。LoRa终端通过待选信道发送报文之后，若接收到ACK确认报文，则表示发送成功，重传次数NUM清零，否则重传次数加1，重新开始侦听信道，发送报文，重传8次还未收到ACK报文后，后台会判定最终丢包，并放弃本次发送，rand为随机函数，表示从0到SlotTime*NUM之间随机生成一个数值，将该数值作为第一时长，这样，对于不同的LoRa报文，其对应的第一时长不同，能够避免不同LoRa终端同时侦听LoRa前导，进一步降低LoRa信道高碰撞的概率。
本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法，当终端要进行发包时，开始侦听信道，信道空闲则随机延迟第一时长后开始侦听前导看是否有LoRa报文在发送，如果没有侦听到LoRa的前导，则进行发送报文，如果侦听到信道繁忙或者信道有LoRa报文在发送，则切换信道重新开始侦听。如果所有信道都繁忙，则退避第二时长后，重新开始尝试发包，解决了LoRa信道高碰撞、利用率低，LoRa终端多重传、功耗高的问题，进一步提高了信道利用率和吞吐率。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述第二时长是根据所述LoRa报文的报文长度和调制速率确定的。
具体地，由于信道被占用的时间，与报文的长度和传输速率有关，因此不同的项目和应用会需要不同的退避时间，所以采用下述计算公式做实时报文长度的匹配来进行退避。
Backoff＝Tpacket＝Tpreamble+Tpayload
Tpreamble＝(npreamble+4.25)*Tsym
Tpayload＝payloadSymbNb*Tsym
Tsym＝2SF/BW
其中，Backoff为第二时长，Tpacket为LoRa报文的发送时长，Tpreamble为报文前导发送时长，Tpayload为报文负载发送时长，npreamble为报文前导的长度，Tsym为系统时长，payloadSymbNb为报文负载部分的总长度，BW为带宽，SF为LoRa报文的调制速率，通过第二时长规避，使退避时间更加合理，可以解决同一个LoRa网关区域的冲突碰撞问题。
本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法，当终端要进行发包时，开始侦听信道，信道空闲则随机延迟第一时长后开始侦听前导看是否有LoRa报文在发送，如果没有侦听到LoRa的前导，则进行发送报文，如果侦听到信道繁忙或者信道有LoRa报文在发送，则切换信道重新开始侦听。如果所有信道都繁忙，则退避第二时长后，重新开始尝试发包，解决了LoRa信道高碰撞、利用率低，LoRa终端多重传、功耗高的问题，进一步提高了信道利用率和吞吐率。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述通过所述待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文，包括：
通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文，以供所述LoRa网关获取所述LoRa报文对应的接收信号强度RSSI和信噪比SNR，并将所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR发送至LoRa服务器；
接收LoRa服务器发送的待选信道列表，其中所述待选信道列表是根据所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR确定的；
根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道。
具体地，图5为LoRa网络组网方式示意图，如图5所示，LoRa网络组网方式为星形拓扑图，图6为LoRa网络信号重叠覆盖区域示意图，如图6所示，在实际应用中，LoRa网关和终端的传输范围是有重叠区域的，这样的信号重叠覆盖区域在所有的无线覆盖系统中都存在，会带来暴露站和多余的信道占用的问题，即A区域的终端虽然设计上是使用A区域自己的网关上传数据，但是B区域的网关也能接收到一部分区域A的终端的报文，因此B区域的网关的信道资源并不完全属于区域B的终端，有一部分区域被A区域的终端浪费了，所以在解决单区域的随机冲突之外，还需要考虑重叠覆盖带来的信道占用和冲突。暴露站的问题是指区域A的部分终端能侦听到区域B的报文传输，而该区域B的传输并不占用区域A网关的信道资源，但区域A的这些终端还是会侦听到信道繁忙而进行退避，从而浪费了区域A的信道资源。
信道资源除了时间之外还有频率资源，侦听方法可以在时间上解决冲突问题，因此，还需要在频率上解决冲突问题，进一步减少重叠覆盖和暴露站问题。
具体地，LoRa终端通过待选信道将LoRa报文发送到LoRa网关之后，LoRa网关获取该LoRa报文对应的接收信号强度RSSI和信噪比SNR，然后上传至LoRa服务器，这样，LoRa服务器就可以实时更新维护LoRa终端的一些信息，例如当前报文是哪台LoRa网关接收到报文并传输上来，以及代表射频信号质量的RSSI和SNR参数。
LoRa服务器收集到一定数量的报文后，通过RSSI和SNR优选出每台LoRa终端最合适的LoRa网关。采用RSSI和SNR而不用物理区域划分的方式是因为在实际场景中，离网关A近不一定信号更好，因为需要考虑到各种反射折射遮挡等情况，而通过信号功率来优选LoRa网关可以尽可能的采用高速率的发送模式，只要信号质量能达到，就可以做到每个包占用的空口资源少，且终端发每个包功耗低。
为每台终端都优选出对应的LoRa网关后，LoRa服务器生成网关-终端列表，然后LoRa服务器根据RSSI和SNR确定信号交集的LoRa网关和信号交集的LoRa终端，即网关之间存在信号重叠覆盖区域，对有交集的LoRa网关分配不同的信道，例如A网关与B网关存在信号重叠覆盖区域，则为A网关分配信道0-7，为B网关分配信道8-15，通过信号功率等级划分不同的信道频率，解决暴露站和重叠覆盖问题。为网关分配信道之后，将该网关区域内的LoRa终端的信道也切换至网关对应的信道中，LoRa服务器存储每个LoRa终端的待选信道列表和每个LoRa网关的备选信道集合，将待选信道列表发送至LoRa终端，将备选信道集合发送至LoRa网关。
LoRa终端收到LoRa服务器发送的待选信道列表，同步本地存储的待选信道列表，根据同步后的待选信道列表进行切换信道。LoRa网关在网关-终端列表中对应的LoRa终端都完成信道切换之后，将自身的信道切换至备选信道集合，如果某台LoRa终端多次尝试切换信道失败，则放弃此台终端并在LoRa服务器上告警，提示需要进行终端问题排查或者采用点对点以及现场操作的方式进行该台终端的切换。
此外，LoRa服务器在统计出具有信号交集的LoRa终端之后，还可以将A区域的交集终端的待选信道列表CFlist改为只用信道0～3，B区域的交集终端的待选信道列表CFlist改为只用信道4～7。这样不需要进行网关信道的切换，因为LoRa网关支持8个信道同时工作。
本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法，在终端发送报文之后，服务器根据信号接收强度和信噪比划分LoRa终端的待选信道列表，解决了LoRa信道重叠覆盖和暴露站问题，提高了信道利用率和吞吐率。
图7为本发明又一实施例提供的LoRa网络的信道接入方法流程示意图，如图8所示，该方法包括：
步骤S71、接收LoRa网关发送的LoRa报文对应的信号接收强度RSSI和信噪比SNR；
具体地，LoRa终端在向LoRa网关发送报文之前，首先侦听待选信道列表中的一个待选信道是否空闲，若该信道空闲，则随机延时第一时长，然后侦听待选信道是否被其他LoRa前导信号占用，如果未被占用，则通过该待选信道向LoRa网关发送LoRa报文，LoRa网关接收到该LoRa报文之后，获取该报文对应的信号接收强度RSSI和信噪比SNR。然后LoRa网关向LoRa服务器发送该信号接收强度RSSI和信噪比SNR，LoRa服务器通过其关联的所有LoRa网关，就可获得每个LoRa报文的RSSI和SNR。
步骤S72、根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa终端；
具体地，LoRa服务器收集到一定数量的报文后，根据信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa终端，例如，某个报文既被网关A接收到，又被网关B接收到，LoRa服务器就可以接收到针对该报文的两组RSSI和SNR，该报文对应的LoRa终端为信号重叠覆盖的LoRa终端，即该LoRa终端既被网关A覆盖，又被网关B覆盖。
步骤S73、根据预设规则为所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表；
具体地，LoRa服务器根据接收信号强度RSSI和信噪比SNR和预设规则为信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表，其中同一信号重叠覆盖区域内属于不同LoRa网关的终端待选信道列表不同。例如将A区域的交集终端的待选信道列表CFList改为只用信道0～3，B区域的交集终端的待选信道列表CFList改为只用信道4～7。例如，根据RSSI的大小划分终端所属的网关，终端A、终端B和终端C的网关1，终端D和终端E属于网关2，其中终端B和终端C的报文，网关2也可以接收到，终端D的报文网关1也可以接收到，则终端B、终端C和终端D都位于网关1和网关2的信号重叠覆盖区域，服务器可以为终端B和终端C分配待选信道列表CFlist1，信道为0-3，为终端D分配待选信道列表Cflist2，信道为4-7，这样分配之后，终端B和终端C就不会侦听信道4-7是否空闲，终端D不会侦听信道0-3是否空闲，解决了暴露站问题。由于终端B和终端C使用0-3信道，不占用网关2在信号重叠覆盖区域的信道4-7，解决了信号重叠覆盖问题。对于其他非重叠区域的LoRa终端，由于不存在重叠覆盖和暴露站问题，其对应的待选信道列表维持不变。
步骤S74、将所述待选信道列表发送至对应的LoRa终端，以供所述LoRa终端根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道，并经过侦听后通过待选信道向LoRa网关发送LoRa报文，其中，所述待选信道空闲且未被其他LoRa前导信号占用。具体地，LoRa服务器将LoRa终端对应的待选信道列表发送至LoRa终端，LoRa终端接收到待选信道列表，同步本地存储的待选信道列表，例如本地存储的待选信道列表CFlist为0-7，同步后的CFlist为0-3，然后LoRa终端将信道切换至0-3。之后，LoRa终端继续侦听同步后的待选信道列表，从中选择一个空闲且未被其他LoRa前导信号占用的待选信道，向LoRa网关发送LoRa报文。
本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法，在终端发送报文之后，服务器根据信号接收强度和信噪比划分LoRa终端的待选信道列表，解决了LoRa信道重叠覆盖和暴露站问题，提高了信道利用率和吞吐率。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述根据预设规则为所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表，包括：
根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa网关；
为所述信号重叠覆盖的LoRa网关中每个LoRa网关分配备选信道集合，其中所述备选信道集合的交集为空；
根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个所述LoRa终端对应的优选LoRa网关；
根据所述优选LoRa网关的备选信道集合确定所述LoRa终端的待选信道列表。
具体地，LoRa服务器根据每个报文的信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa网关，例如某个报文既被网关1接收到，又被网关2接收到，则表明网关1和网关2之间存在信号重叠覆盖区域。即网关1和网关2是信号重叠覆盖的LoRa网关。然后LoRa服务器为信号重叠覆盖的LoRa网关中每个LoRa网关分配备选信道集合，同一信号重叠覆盖区域内的LoRa网关的备选信道集合的交集为空。例如，网关1与网关2之间存在信号重叠覆盖区域，则为网关1分配的备选信道集合为0-7，为网关2分配的备选信道集合为8-15。之后，LoRa服务器根据信号重叠覆盖区域中每个LoRa终端的报文在不同网关上的接收信号强度和信噪比，筛选出信号重叠覆盖区域内每个LoRa终端的优选LoRa网关，例如，将RSSI较大的网关作为终端的优选LoRa网关。然后将优选网关的备选信道集合作为LoRa终端的待选信道列表。例如，终端A的优选网关为网关1，则终端A的待选信道集合为0-7。由于信号重叠覆盖区域的网关的备选信道集合不同，因此完全避免了重叠覆盖和暴露站的问题。本发明实施例通过信号功率划分网关覆盖区域，与直接根据物理区域进行划分相比，可以尽可能的采用高速率的发送模式，只要信号质量能达到，可以做到每个包占用的空口资源少，且终端发每个包功耗低。
本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法，在终端发送报文之后，服务器根据信号接收强度和信噪比划分LoRa终端的待选信道列表，令信号重叠覆盖区域内的终端的待选信道列表交集为空，解决了LoRa信道重叠覆盖和暴露站问题，进一步提高了信道利用率和吞吐率。
在上述各实施例的基础上，进一步地，该方法还包括：
将所述备选信道集合发送至对应的LoRa网关，以供所述LoRa网关在其对应的LoRa终端完成信道切换之后，根据所述备选信道集合进行网关信道切换。
具体地，LoRa服务器确定LoRa网关的备选信道集合之后，将备选信道集合发送至对应的LoRa网关，LoRa网关内所有的LoRa终端完成信道切换之后，LoRa网关根据备选信道集合进行网关信道切换，其中LoRa网关内的LoRa终端是指LoRa服务器维护的网关-终端列表中该网关对应的所有终端。如果某台LoRa终端多次尝试切换信道失败，则放弃此台终端并在LoRa服务器上告警，提示需要进行终端问题排查或者采用点对点以及现场操作的方式进行该台终端的切换。
本发明实施例提供的LoRa网络的信道接入方法，在终端发送报文之后，服务器根据信号接收强度和信噪比划分LoRa终端的待选信道列表和LoRa网关的被选信道集合，解决了LoRa信道重叠覆盖和暴露站问题，进一步提高了信道利用率和吞吐率。
图8为本发明实施例提供的LoRa终端的结构示意图，如图8所示，该LoRa终端包括：第一侦听模块81、第二侦听模块82和第一发送模块83，其中：
第一侦听模块81用于向LoRa网关发送报文之前，侦听待选信道列表中的待选信道是否空闲；第二侦听模块82用于若第一待选信道空闲，则随机延时第一时长后，侦听所述第一待选信道是否被LoRa前导信号占用；第一发送模块83用于若所述第一待选信道未被占用，则通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文。
具体地，第一侦听模块81从待选信道列表CFlist中选择一个待选信道，侦听所选的待选信道是否空闲，若待选信道空闲，则随机延时第一时长后，触发第二侦听模块82，侦听该信道是否被其他LoRa前导信号占用，即是否有其他LoRa终端在使用该信道发送LoRa报文，随机延时是为了避免多个LoRa终端同时检测到同一个空闲信道。当第二侦听模块82侦听到信道未被其他LoRa前导信号占用，则第一发送模块83通过该信道向LoRa网关发送LoRa报文。本发明实施例提供的装置，用于实现上述方法，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的LoRa终端，在发送LoRa报文之前，侦听待选信道是否空闲，是否被LoRa前导信号占用，只有当待选信道空闲且未被LoRa前导信号占用的情况下，才利用该待选信道发送LoRa报文，解决了LoRa信道高碰撞、利用率低，LoRa终端多重传、功耗高的问题，提高了空口利用率。
在上述实施例的基础上，进一步地，该LoRa终端还包括：
选择模块，用于若所述第一待选信道繁忙或所述第一待选信道被占用，则从所述待选信道列表中选择其他待选信道进行信道切换，侦听切换后的待选信道是否空闲且未被LoRa前导信号占用。
具体地，如果第一侦听模块侦听到第一信道繁忙或者第二侦听模块侦听到第一待选信道被占用，则选择模块从待选信道列表中选择另外一个待选信道进行切换，继续侦听切换后的待选信道是否空闲并且未被其他LoRa前导信号占用。这样就可以在发送时间上避免LoRa信道冲突。本发明实施例提供的装置，用于实现上述方法，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的LoRa终端，在发送LoRa报文之前，侦听待选信道是否空闲，是否被LoRa前导信号占用，只有当待选信道空闲且未被LoRa前导信号占用的情况下，才利用该待选信道发送LoRa报文，在待选信道繁忙或被占用的情况下，从待选信道列表中继续侦听其他信道，解决了LoRa信道高碰撞、利用率低，LoRa终端多重传、功耗高的问题，进一步提高了空口利用率。
在上述各实施例的基础上，进一步地，该LoRa终端还包括：
退避模块，用于若所述待选信道列表中所有的待选信道均被LoRa前导信号占用或繁忙，则退避第二时长后，再次侦听所述待选信道列表中的待选信道。
具体地，若待选信道列表中所有的待选信道均被LoRa前导信号占用或繁忙，则退避模块退避第二时长后，再次触发第一侦听模块，侦听待选信道列表中的待选信道。退避第二时长的作用是为了防止大量终端设备的发送集中在一起的情况发生。当所有终端设备待选信道列表里的信道都判定繁忙后，则系统认为这段时间信道里的终端扎堆，将进行退避，确保错开该时段，以达到信道负载平滑的处理。本发明实施例提供的装置，用于实现上述方法，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的LoRa终端，在发包之前，开始侦听信道，信道空闲则随机延迟第一时长后开始侦听前导看是否有LoRa报文在发送，如果没有侦听到LoRa的前导，则进行发送报文，如果侦听到信道繁忙或者信道有LoRa报文在发送，则切换信道重新开始侦听。如果所有信道都繁忙，则退避第二时长后，重新开始尝试发包，解决了LoRa信道高碰撞、利用率低，LoRa终端多重传、功耗高的问题，进一步提高了空口利用率。
在上述各实施例的基础上，进一步地，所述第一发送模块具体地用于：
通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文，以供所述LoRa网关获取所述LoRa报文对应的接收信号强度RSSI和信噪比SNR，并将所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR发送至LoRa服务器；
相应地，所述LoRa终端还包括：
第一接收模块，用于接收LoRa服务器发送的待选信道列表，其中所述待选信道列表是根据所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR确定的；
信道切换模块，用于根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道。
具体地，第一发送模块通过某个待选信道将LoRa报文发送到LoRa网关之后，LoRa网关获取该LoRa报文对应的接收信号强度RSSI和信噪比SNR，然后上传至LoRa服务器，这样，LoRa服务器就可以实时更新维护LoRa终端的一些信息，例如当前报文是哪台LoRa网关接收到报文并传输上来，以及代表射频信号质量的RSSI和SNR参数。
LoRa服务器收集到一定数量的报文后，通过RSSI和SNR优选出每台LoRa终端最合适的LoRa网关。为每台终端都优选出对应的LoRa网关后，LoRa服务器生成网关-终端列表，然后LoRa服务器根据RSSI和SNR确定信号交集的LoRa网关和信号交集的LoRa终端，即网关之间存在信号重叠覆盖区域，对有交集的LoRa网关分配不同的信道。为网关分配信道之后，将该网关区域内的LoRa终端的信道也切换至网关对应的信道中，LoRa服务器存储每个LoRa终端的待选信道列表和每个LoRa网关的备选信道集合，将待选信道列表发送至LoRa终端中的第一接收模块，将备选信道集合发送至LoRa网关。第一接收模块收到LoRa服务器发送的待选信道列表，同步本地存储的待选信道列表，切换模块根据同步后的待选信道列表进行切换信道。本发明实施例提供的装置，用于实现上述方法，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的LoRa终端，在发送报文之后，服务器根据信号接收强度和信噪比划分LoRa终端的待选信道列表，解决了LoRa信道重叠覆盖和暴露站问题，提高了信道利用率和吞吐率。
图9为本发明实施例提供的LoRa服务器的结构示意图，如图9所示，该LoRa服务器包括：第二接收模块91、筛选模块92、分配模块93和第二发送模块94，其中：
第二接收模块91用于接收LoRa网关发送的LoRa报文对应的信号接收强度RSSI和信噪比SNR；筛选模块92用于根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa终端；分配模块93用于根据预设规则为所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表；第二发送模块94用于将所述待选信道列表发送至对应的LoRa终端，以供所述LoRa终端根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道，并经过侦听后通过待选信道向LoRa网关发送LoRa报文，其中，所述待选信道空闲且未被其他LoRa前导信号占用。
具体地，LoRa终端在向LoRa网关发送报文之前，首先侦听待选信道列表中的一个待选信道是否空闲，若第一待选信道空闲，则随机延时第一时长，然后侦听第一待选信道是否被其他LoRa前导信号占用，如果未被占用，则通过该待选信道向LoRa网关发送LoRa报文，LoRa网关接收到该LoRa报文之后，获取该报文对应的信号接收强度RSSI和信噪比SNR。然后LoRa网关向第二接收模块91发送该信号接收强度RSSI和信噪比SNR，第二接收模块91通过其关联的所有LoRa网关，就可获得每个LoRa报文的RSSI和SNR。筛选模块92根据信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa终端，分配模块93根据接收信号强度RSSI和信噪比SNR和预设规则为信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表，其中同一信号重叠覆盖区域内属于不同LoRa网关的终端待选信道列表不同。第二发送模块94将LoRa终端对应的待选信道列表发送至LoRa终端，LoRa终端接收到待选信道列表，同步本地存储的待选信道列表，并将信道切换至待选信道列表中的信道中。之后，LoRa终端继续侦听同步后的待选信道列表，从中选择一个空闲且未被其他LoRa前导信号占用的待选信道，向LoRa网关发送LoRa报文。本发明实施例提供的装置，用于实现上述方法，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的LoRa服务器，在终端发送报文之后，根据信号接收强度和信噪比划分LoRa终端的待选信道列表，解决了LoRa信道重叠覆盖和暴露站问题，提高了信道利用率和吞吐率。
在上述实施例的基础上，进一步地，所述分配模块包括：
筛选单元，用于根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa网关；
第一分配单元，用于为所述信号重叠覆盖的LoRa网关中每个LoRa网关分配备选信道集合，其中所述备选信道集合的交集为空；
优选单元，用于根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个所述LoRa终端对应的优选LoRa网关；
第二分配单元，用于根据所述优选LoRa网关的备选信道集合确定所述LoRa终端的待选信道列表。
具体地，筛选单元根据每个报文的信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa网关，例如某个报文既被网关1接收到，又被网关2接收到，则表明网关1和网关2之间存在信号重叠覆盖区域。然后第一分配单元为信号重叠覆盖的LoRa网关中每个LoRa网关分配备选信道集合，同一重叠覆盖区域内的LoRa网关的备选信道集合的交集为空。例如，之后，优选单元根据信号重叠覆盖区域中每个LoRa终端的报文在不同网关上的接收信号强度和信噪比，筛选出信号重叠覆盖区域内每个LoRa终端的优选LoRa网关，第二分配单元信号重叠覆盖区域内每个LoRa终端分配待选信道列表。本发明实施例提供的装置，用于实现上述方法，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的LoRa服务器，在终端发送报文之后，根据信号接收强度和信噪比划分LoRa终端的待选信道列表，令信号重叠覆盖区域内的终端的待选信道列表交集为空，解决了LoRa信道重叠覆盖和暴露站问题，进一步提高了信道利用率和吞吐率。
在各上述实施例的基础上，进一步地，所述LoRa服务器还包括：
第三发送模块，用于将所述备选信道集合发送至对应的LoRa网关，以供所述LoRa网关在其对应的LoRa终端完成信道切换之后，根据所述备选信道集合进行网关信道切换。
具体地，第一分配单元确定LoRa网关的备选信道集合之后，第三发送模块将备选信道集合发送至对应的LoRa网关，LoRa网关内所有的LoRa终端完成信道切换之后，LoRa网关根据备选信道集合进行网关信道切换，其中LoRa网关内的LoRa终端是指LoRa服务器维护的网关-终端列表中该网关对应的所有终端。本发明实施例提供的装置，用于实现上述方法，其功能具体参照上述方法实施例，此处不再赘述。
本发明实施例提供的LoRa网络的LoRa服务器，在终端发送报文之后，服务器根据信号接收强度和信噪比划分LoRa终端的待选信道列表和LoRa网关的被选信道集合，解决了LoRa信道重叠覆盖和暴露站问题，进一步提高了信道利用率和吞吐率。
图10为本发明实施例提供的LoRa网络系统的结构示意图，如图10所示，所述LoRa网络系统包括：LoRa终端101和LoRa服务器102，,所述LoRa网络系统中的LoRa终端101，其功能具体参照上述LoRa终端实施例，所述LoRa网络系统中的LoRa服务器102，其功能具体参照上述LoRa服务器实施例，此处不再赘述。
以上所描述的装置等实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的实施例的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明的实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种LoRa网络的信道接入方法，其特征在于，包括：
向LoRa网关发送LoRa报文之前，侦听待选信道列表中的待选信道是否空闲；
若第一待选信道空闲，则随机延时第一时长后，侦听所述第一待选信道是否被LoRa前导信号占用；
若所述第一待选信道未被占用，则通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文；
其中，所述侦听待选信道列表中的待选信道是否空闲包括：利用LoRa芯片中的寄存器实时获得接收机处的信号接收强度值，信号接收强度大于-90dBm，判定信道被占用；
所述侦听所述第一待选信道是否被LoRa前导信号占用包括：利用LoRa芯片信道占用检测功能，打开毫秒级别的接收机，侦听是否有LoRa前导的字符存在。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述第一待选信道繁忙或所述第一待选信道被占用，则从所述待选信道列表中选择其他待选信道进行信道切换，侦听切换后的待选信道是否空闲且未被LoRa前导信号占用。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述待选信道列表中所有的待选信道均被LoRa前导信号占用或繁忙，则退避第二时长后，再次侦听所述待选信道列表中的待选信道。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一时长是根据所述LoRa报文的重传次数和时隙时长确定的。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二时长是根据所述LoRa报文的报文长度和调制速率确定的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文，包括：
通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文，以供所述LoRa网关获取所述LoRa报文对应的接收信号强度RSSI和信噪比SNR，并将所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR发送至LoRa服务器；
接收LoRa服务器发送的待选信道列表，其中所述待选信道列表是根据所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR确定的；
根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道。
7.一种LoRa网络的信道接入方法，其特征在于，包括：
接收LoRa网关发送的LoRa报文对应的信号接收强度RSSI和信噪比SNR；
根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa终端；
根据预设规则为所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表；
将所述待选信道列表发送至对应的LoRa终端，以供所述LoRa终端根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道，并经过侦听后通过待选信道向LoRa网关发送LoRa报文，其中，所述待选信道空闲且未被其他LoRa前导信号占用；
其中，所述待选信道是否空闲包括：利用LoRa芯片中的寄存器实时获得接收机处的信号接收强度值，信号接收强度大于-90dBm，判定信道被占用；
所述待选信道是否被LoRa前导信号占用包括：利用LoRa芯片信道占用检测功能，打开毫秒级别的接收机，侦听是否有LoRa前导的字符存在。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据预设规则为所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表，包括：
根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa网关；
为所述信号重叠覆盖的LoRa网关中每个LoRa网关分配备选信道集合，其中所述备选信道集合的交集为空；
根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个所述LoRa终端对应的优选LoRa网关；
根据所述优选LoRa网关的备选信道集合确定所述LoRa终端的待选信道列表。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：
将所述备选信道集合发送至对应的LoRa网关，以供所述LoRa网关在其对应的LoRa终端完成信道切换之后，根据所述备选信道集合进行网关信道切换。
10.一种LoRa终端，其特征在于，包括：
第一侦听模块，用于向LoRa网关发送LoRa报文之前，侦听待选信道列表中的待选信道是否空闲；
第二侦听模块，用于若第一待选信道空闲，则随机延时第一时长后，侦听所述第一待选信道是否被LoRa前导信号占用；
第一发送模块，用于若所述第一待选信道未被占用，则通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文；
其中，所述侦听待选信道列表中的待选信道是否空闲包括：利用LoRa芯片中的寄存器实时获得接收机处的信号接收强度值，信号接收强度大于-90dBm，判定信道被占用；
所述侦听所述第一待选信道是否被LoRa前导信号占用包括：利用LoRa芯片信道占用检测功能，打开毫秒级别的接收机，侦听是否有LoRa前导的字符存在。
11.根据权利要求10所述的LoRa终端，其特征在于，还包括：
选择模块，用于若所述第一待选信道繁忙或所述第一待选信道被占用，则从所述待选信道列表中选择其他待选信道进行信道切换，侦听切换后的待选信道是否空闲且未被LoRa前导信号占用。
12.根据权利要求11所述的LoRa终端，其特征在于，还包括：
退避模块，用于若所述待选信道列表中所有的待选信道均被LoRa前导信号占用或繁忙，则退避第二时长后，再次侦听所述待选信道列表中的待选信道。
13.根据权利要求10所述的LoRa终端，其特征在于，所述第一发送模块具体地用于：
通过所述第一待选信道向所述LoRa网关发送LoRa报文，以供所述LoRa网关获取所述LoRa报文对应的接收信号强度RSSI和信噪比SNR，并将所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR发送至LoRa服务器；
相应地，所述LoRa终端还包括：
第一接收模块，用于接收LoRa服务器发送的待选信道列表，其中所述待选信道列表是根据所述接收信号强度RSSI和信噪比SNR确定的；
信道切换模块，用于根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道。
14.一种LoRa服务器，其特征在于，包括：
第二接收模块，用于接收LoRa网关发送的LoRa报文对应的信号接收强度RSSI和信噪比SNR；
筛选模块，用于根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa终端；
分配模块，用于根据预设规则为所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个LoRa终端分配待选信道列表；
第二发送模块，用于将所述待选信道列表发送至对应的LoRa终端，以供所述LoRa终端根据所述待选信道列表同步本地存储的待选信道列表，并根据同步后的待选信道列表进行切换信道，并经过侦听后通过待选信道向LoRa网关发送LoRa报文，其中，所述待选信道空闲且未被其他LoRa前导信号占用；
其中，所述待选信道是否空闲包括：利用LoRa芯片中的寄存器实时获得接收机处的信号接收强度值，信号接收强度大于-90dBm，判定信道被占用；
所述待选信道是否被LoRa前导信号占用包括：利用LoRa芯片信道占用检测功能，打开毫秒级别的接收机，侦听是否有LoRa前导的字符存在。
15.根据权利要求14所述的LoRa服务器，其特征在于，所述分配模块包括：
筛选单元，用于根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定信号重叠覆盖的LoRa网关；
第一分配单元，用于为所述信号重叠覆盖的LoRa网关中每个LoRa网关分配备选信道集合，其中所述备选信道集合的交集为空；
优选单元，用于根据所述信号接收强度RSSI和信噪比SNR确定所述信号重叠覆盖的LoRa终端中每个所述LoRa终端对应的优选LoRa网关；
第二分配单元，用于根据所述优选LoRa网关的备选信道集合确定所述LoRa终端的待选信道列表。
16.根据权利要求15所述的LoRa服务器，其特征在于，还包括：
第三发送模块，用于将所述备选信道集合发送至对应的LoRa网关，以供所述LoRa网关在其对应的LoRa终端完成信道切换之后，根据所述备选信道集合进行网关信道切换。
17.一种LoRa网络系统，其特征在于，包括：如权利要求10-13任一所述的LoRa终端和如权利要求14-16任一所述的LoRa服务器。
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