CN111970739B

CN111970739B - LoRa中继组网通信方法以及LoRa中继

Info

Publication number: CN111970739B
Application number: CN201910420121.4A
Authority: CN
Inventors: 杨枫敏; 蔡吉龙; 张俭; 莫嘉; 王耀庭
Original assignee: Shenzhen Kaifa Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Kaifa Technology Co Ltd
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2019-05-20
Publication date: 2022-08-26
Anticipated expiration: 2039-05-20
Also published as: CN111970739A

Abstract

本发明公开了一种LoRa中继组网通信方法以及LoRa中继，方法包括：中继接收至少一个路径信息包后，计算中继自身与网关之间的N种路径类型对应的N种最优成本；基于N种最优成本计算中继自身与网关之间的N种成本因素以及N种路径；在任一种成本因素更新时发出携带有最新的N种成本因素以及N种路径的路径信息包；在发出路径信息包之后，发出应答信息；接收到其他中继发送的应答消息后，确定自身存在于发送应答消息的中继的何种路径中。本发明中整个组网过程，网关只需发送路径信息包，中继即可自动对路径进行维护和更新，减少中继更新维护路由的开销，终端能根据自身需求选择合适的路径，只需在数据包中指定路径类型即可实现自组网效果。

Description

LoRa中继组网通信方法以及LoRa中继

技术领域

本发明涉及LoRa通信领域，尤其涉及一种LoRa中继组网通信方法以及LoRa中继。

背景技术

在LoRa信号盲区范围使用中继可以比增加网关降低成本。现有的使用中继组网的方案中有通过终端广播发起，但实际应用中终端一般有功耗要求，终端应减少发包频率。有的组网由网关发起，网关、中继和终端分别选择和更新路由，这种算法对于LoRa这种相对低速率的传输技术来说组网的开销太大。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述组网缺陷，提供一种LoRa中继组网通信方法以及LoRa中继。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一方面，构造一种LoRa中继组网通信方法，方法包括：

中继接收来自网关和/或来自其他中继的至少一个路径信息包后，计算中继自身与网关之间的N种路径类型对应的N种最优成本；

基于N种最优成本计算中继自身与网关之间的N种成本因素以及N种路径，所述N种成本因素、所述N种路径均分别与所述N种路径类型一一对应关联；

在任一种成本因素更新时发出携带有中继自身与网关之间的最新的N种成本因素以及N种路径的路径信息包；

在发出路径信息包之后，发出携带有所述N种路径类型、每一种路径类型所关联的路径中位于中继自身前面的上一节点、中继自身的应答信息；

接收到其他中继发送的应答消息后，若应答消息中的某种路径类型所关联的路径中的上一节点为自身，则确定自身存在于发送应答消息的中继的所述某种路径类型所关联的路径中。

优选地，所述方法还包括：在任一种路径不可达时发出携带有中继自身与网关之间的最新的N种成本因素以及N种路径的路径信息包；

所述方法还包括：若中继接收的路径信息包中的任一路径中已包含中继自身，则丢弃所述路径信息包。

优选地，所述终端可在收到多个路径信息包后，根据各个路径信息包中的N种成本因素以及N种路径，选择合适的中继绑定入网，所述方法还包括：

中继接收上行数据包，根据所述上行数据包外的标签确定发送节点；

若所述发送节点为绑定入网了的终端，则将所述上行数据包打上自身的标签后转发出去；

若所述发送节点为中继，且自身不存在于所述发送节点的任一种路径类型所关联的路径中，则丢弃所述上行数据包；

若所述发送节点为中继，且自身存在于所述发送节点的与所述上行数据包中所指定的路径类型关联的路径中，则将所述上行数据包打上自身的标签后转发出去。

优选地，所述网关可在收到的上行数据包后，根据上行数据包外的所有标签分析出网关与终端之间的路径，并基于所述路径将下行数据包打上所述路径中的各个节点的标签；

所述方法还包括：中继收到所述下行数据包后，若所述下行数据包外的标签代表自身，则将表示自身的标签拆除后转发出去。

优选地，所述方法还包括：中继与网关之间的每一种路径类型的成本，均同时由中继与网关之间的N种成本因素综合计算得到；在计算每一种路径类型的成本时，所述路径类型所关联的成本因素的计算权重大于其他成本因素的计算权重。

优选地，所述N种路径类型包括跳数优先路径和信道质量优先路径，所述跳数优先路径的成本和信道质量优先路径的成本均由跳数和信道质量两个成本因素计算得到；

所述跳数优先路径与跳数关联，计算跳数优先路径的成本时跳数的计算权重大于信道质量的计算权重；

所述信道质量优先路径与信道质量关联，计算信道质量优先路径的成本时信道质量的计算权重大于跳数的计算权重。

优选地，所述的计算中继自身与网关之间的N种路径类型对应的N种最优成本，包括：

针对每一个路径信息包均执行如下处理：基于当前路径信息包计算一份中继自身与网关之间的N种成本因素，并根据计算出的这份N种成本因素综合计算得到一份中继自身与网关之间的N种路径类型的成本；

针对每一种路径类型均执行如下处理：对比基于所有的路径信息包所计算出的当前路径类型的各份成本，选取其中最小的成本作为中继自身与网关之间的当前路径类型的最优成本。

优选地，所述的基于当前路径信息包计算一份中继自身与网关之间的N种成本因素，包括：

计算当前路径信息包从上一节点发送到自身的N种成本因素；

从当前路径信息包中提取出上一个节点与网关之间的N种成本因素；

根据当前路径信息包从上一节点发送到自身的N种成本因素，以及上一个节点与网关之间的N种成本因素，计算得到一份中继自身与网关之间的N种成本因素。

优选地，所述的基于N种最优成本计算中继自身与网关之间的N种成本因素以及N种路径，包括：

将计算所述N种最优成本时权重最大的N种成本因素选为中继自身与网关之间的N种成本因素；

针对选出的中继自身与网关之间的每一种成本因素：将当前成本因素关联的路径类型确定为目标数据类型，将计算当前成本因素时所基于的路径信息包作为目标包，则将所述目标包中与目标数据类型关联的路径加上中继自身后，作为中继自身与网关之间的与所述目标数据类型关联的路径。

本发明另一方面还构造了一种LoRa中继，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序可被所述处理器运行以实现如权利要求1-9任一项所述的方法的步骤。

本发明的LoRa中继组网通信方法以及LoRa中继，具有以下有益效果：本发明中，因为路径信息包中携带了发送节点的N种路径类型的相关信息(具体为与N种路径类型关联的N种成本因素以及N种路径)，所以每一个中继自身都可以根据上一节点的路径信息包获得自身与网关之间的N种路径类型的相关信息，整个组网过程，网关只需发送路径信息包，中继即可自动对路径进行维护和更新，减少中继更新维护路由的开销；而且每个中继在确定好自身的N种路径类型的相关信息时，会发出应答信息，从而可以让上一中继通过接收应答消息而知晓自身是否存在下一中继的路径中、存在于下一中继的何种路径类型的路径中，因此对于任一来自下游节点的指定路径类型的数据包，上游节点可以直接根据自身是否存在于发送节点的与上行数据包中所指定的路径类型关联的路径中，来决定是否转发数据包，所以对于终端来说，终端能根据自身需求选择合适的路径，只需在数据包中指定路径类型即可实现自组网效果。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是LoRa网络拓扑结构的一种示例图；

图2是本发明LoRa中继组网通信方法的一个具体实施例中的组网步骤示意图；

图3是本发明LoRa中继组网通信方法的一个具体实施例中的数据传输步骤示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参考图1，图1是LoRa网络拓扑结构的一种示例图。LoRa网络主要包含若干网关、若干中继、若干终端，中继能直接或通过其余中继与网关通信，终端能直接或通过若干中继与网关通信，终端之间不直接通信，即网关与中继之间、终端和网关/中继之间星型结构，中继之间网状结构。图中阴影部分表示星型结构，虚线内中继之间网状结构。

需要说明的是，图1中任意两个节点之间的连线表示该两个节点可直接通信，因为是无线通信，这种通信是没有方向的，比如说，中继4发出一个包，则中继2、7都会收到。粗线表示信道质量好，细线表示信号质量较差。

一个具体实施例中，LoRa中继组网通信方法包括组网步骤、数据传输步骤。

参考图2，组网步骤的执行主体是中继，该步骤具体包括：

S201、中继接收来自网关和/或来自其他中继的至少一个路径信息包后，计算中继自身与网关之间的N种路径类型对应的N种最优成本，即计算中继自身与网关之间的每一种路径类型的最优成本。其中，N为正整数。

可以理解的是，可以预先设定中继收集多少路径信息包或者收集多长时间后，才开始启动后续流程，即开始计算最优成本。

路径信息包中包括成本字段，最初的路径信息包是由网关发出，网关发出的路径信息包中的成本字段为空。成本字段主要是用来写入中继自身与网关之间N种成本因素以及N种路径。本发明中所提到的中继与网关之间的路径，是指的从中继到网关的所有组成节点的排列顺序。另外，不同路径类型的具体路径，可能是独立不相同的，也可能是相同的。

本发明中，每个中继需要维护如下信息：中继自身与网关之间的N种成本因素以及N种路径，该信息也会被写入路径信息包中发出。其中，所述N种成本因素、所述N种路径均分别与所述N种路径类型一一对应关联。中继可以在本地记录下这些信息，路径类型与成本因素、路径之间的关联可以以如下表1的形式记录：

表1

上表1中空白单元格表示需要填入的各种因素的值、具体路径。

每个中继在自身的N种成本因素以及N种路径更新时(参考后续步骤S203)，需要发送路径信息包通知其他中继，其需要往所发送的路径信息包中往成本字段中填入自身与网关之间的N种成本因素以及N种路径，例如将表1中最右边那列的数据写入到成本字段的特定位置。

中继与网关之间的每一种路径类型的成本，均同时由中继与网关之间的N种成本因素综合计算得到。所不同的是，不同种路径类型优先考虑的成本因素不同，具体表现为：在计算每一种路径类型的成本时，所述路径类型所关联的成本因素的计算权重大于其他成本因素的计算权重。

比如说，假定N种路径类型分别为路径类型1-N，中继与网关之间的N种成本因素分别为X_i，i＝1、2、…、N。假如以成本函数表示成本的计算方法，路径类型i的成本函数分别为：

其中A_ij表示第j个因素即X_j的计算权重。可见，对于路径类型i来说，其与X_i关联，计算权重A_ii最大。

例如，一个优选方式中，所述N种路径类型包括跳数优先路径和信道质量优先路径，所述跳数优先路径的成本和信道质量优先路径的成本均由跳数和信道质量两个成本因素计算得到。所述跳数优先路径与跳数因素关联，计算跳数优先路径的成本时跳数的计算权重大于信道质量的计算权重；所述信道质量优先路径与信道质量关联，计算信道质量优先路径的成本时信道质量的计算权重大于跳数的计算权重。

以图1中的中继2为例，两种路径类型与成本因素、路径之间的关联可以以由表1具化后的下表2的形式记录：

表2

上表中C1表示一个计算出来的具体数值。

本步骤S201中所提到的计算中继自身与网关之间的N种路径类型各自的最优成本，具体操作如下：

S201a、针对每一个路径信息包均执行如下处理：基于当前路径信息包计算一份中继自身与网关之间的N种成本因素，并根据计算出的这份N种成本因素综合计算得到一份中继自身与网关之间的N种路径类型的成本，成本计算方法参考上述关于成本函数的介绍。

此处，所述的基于当前路径信息包计算一份中继自身与网关之间的N种成本因素，包括：

1)计算当前路径信息包从上一节点发送到自身的N种成本因素。比如每一个路径信息包从上一节点发送到自身的跳数因素为1。任意两个节点之间的信道质量可用RSSI、SNR、链路数据量大小等因素衡量，衡量方法可以参考既有的信道质量评估方法，此处不做赘述。

2)从当前路径信息包中提取出上一个节点与网关之间的N种成本因素。可以理解的是，对于上一个节点为网关的路径信息包，因为其中的成本字段为空，所以可以认为提取的N种成本因素为空。

3)根据上述步骤1)中计算的当前路径信息包从上一节点发送到自身的N种成本因素，以及上述步骤2)中提取的上一个节点与网关之间的N种成本因素，计算得到一份中继自身与网关之间的N种成本因素。比如说，可以采用但不限于将步骤1)、步骤2)的成本因素进行平均处理的方法得到。

S201b、针对每一种路径类型均执行如下处理：对比基于所有的路径信息包所计算出的当前路径类型的各份成本，选取其中最小的成本作为中继自身与网关之间的当前路径类型的最优成本。

比如，假定中继5收到的3个路径信息包，如表2的两种路径类型、两种成本因素，步骤S201a基于路径信息包1计算得到的跳数为X1a、信道质量为X1b，基于X1a、X1b计算的跳数优先路径的成本是Y1a，基于X1a、X1b计算的信道质量优先路径的成本是Y1b；步骤S201a基于路径信息包2计算得到的跳数为X2a、信道质量为X2b、跳数优先路径的成本是Y2a、信道质量优先路径的成本是Y2b；步骤S201a基于路径信息包3计算得到的跳数为X3a、信道质量为X3b、跳数优先路径的成本是Y3a、信道质量优先路径的成本是Y3b。则在本步骤中，将Y1a、Y2a、Y3a进行比对，选择最小的成本，假设最小的是Y3a，即跳数优先路径的最优成本是Y3a。同理将Y1b、Y2b、Y3b进行比对，选择最小的成本，假设最小的是Y2b，即信道质量优先路径的最优成本是Y2b。

S202、基于N种最优成本计算中继自身与网关之间的N种成本因素以及N种路径，具体如下：

2021)将计算N种路径类型的最优成本时权重最大的成本因素作为中继自身与网关之间的N种成本因素；

比如针对Y3a，权重最大的是跳数X3a，再比如针对Y2b权重最大的是信道质量X2b，则中继自身与网关之间的两种成本因素是：跳数X3a、信道质量X2b。

2022)针对上述步骤2021)中中继自身与网关之间的每一种成本因素：将当前成本因素关联的路径类型确定为目标数据类型，若当前成本因素基于某个路径信息包计算得到，则将所述某个路径信息包中与目标数据类型关联的路径加上中继自身后，作为中继自身与网关之间的与所述目标数据类型关联的路径。

比如，针对2021)中得到的跳数X3a，其关联的路径类型是跳数优先路径，跳数X3a是基于路径信息包3计算得到，假设路径信息包3中与跳数优先路径关联的路径是：中继1—网关1，则加上中继5自身后，得到中继5自身与网关之间的与跳数优先路径关联的路径是：中继5—中继1—网关1。

再比如，针对2021)中得到的信道质量X2b，其关联的路径类型是信道质量优先路径，因为信道质量X2b是基于路径信息包2计算得到，假设路径信息包2中与信道质量优先路径关联的路径是：中继1--中继2—网关1，则加上中继5自身后，得到中继5自身与网关之间的与跳数优先路径关联的路径是：中继5—中继1--中继2—网关1。

进一步地，继续参考图1，中继收集的路径信息包，可能仅来自网关，比如图1中的中继9。也可能既有来自网关的，也有来自其他中继的，比如图1中的中继1、2、3、8。还有可能仅来自中继，比如图1中的中继4、5、6、7。为了避免形成环路，所述方法还包括：若中继接收的路径信息包中的任一路径中已包含中继自身，则丢弃所述路径信息包，即该路径信息包不参与最优成本的计算。比如中继2会收到中继4的路径信息包，如果中继4的路径信息包的路径中包含中继2，则丢弃该路径信息包。

S203、在任一种成本因素更新时发出携带有中继自身与网关之间的最新的N种成本因素以及N种路径的路径信息包；

每一次执行组网步骤时，计算出的中继与网关之间的最新的N种成本因素以及N种路径会在本地通过表1记录。此处所提到的任一种成本因素发生变化，是指的相对于之前本地记录的成本因素发生变化，对于首次执行组网步骤来说，可以视为之前本地记录的成本因素为空，则首次计算的成本因素必然更新，也即在计算出N种成本因素以及N种路径后必然要发出路径信息包。

优选地，中继可以通过LoRa的CAD功能(channel activity detection)，检测信道空闲后再发包。

S204、在发出路径信息包之后，发出携带有所述N种路径类型、每一种路径类型所关联的路径中位于中继自身前面的上一节点、中继自身的应答信息；

比如，对于中继1来说，其跳数优先路径的路径是中继1—网关1，其信道质量优先路径的路径是中继1—中继2—网关1，那么需要发送应答消息中，需要表明：跳数优先路径中位于中继1之前的是网关1，信道质量优先路径中位于中继1之前的是中继2。

S205、接收到其他中继发送的应答消息后，若应答消息中的某种路径类型所关联的路径中的上一节点为自身，则确定自身存在于发送应答消息的中继的所述某种路径类型所关联的路径中。

比如，中继1发出的应答消息中被中继2、中继5收到，中继5识别出应答消息中的任一路径中的上一节点都不是自身，则认为该应答消息是无效的，无需处理。而中继2识别出应答消息中的某种路径类型所关联的路径中的上一节点是自身，则可以认为该应答消息是有效的，将应答消息中的中继1记录下来，同时记录的还有所述某种路径类型。每一个中继可以维护一张应答表3以记录这些信息，当然表1、3可以整合在一起。

表3

路径类型	给自身发送过有效的应答消息的中继
		路径类型1
路径类型2
		…
路径类型N

如中继2可以维护表3具化后的下表4，当然表2、4可以整合在一起。

表4

路径类型	给自身发送过有效的应答消息的中继
		跳数优先路径	中继4
信道质量优先路径	中继1、中继4

同理，网关也可以根据应答消息获知自身存在于发送应答消息的中继的何种路径类型所关联的路径中，即网关也可以维护一张表3。

完成上述入网步骤后，终端可收到多个路径信息包，并可根据各个路径信息包中的N种成本因素以及N种路径，选择合适的中继绑定入网。终端在绑定入网后，中继会记录绑定入网了的终端的信息，终端上行数据包时，会在数据包外打上终端的标签。

例如，图1中的中继通过组网步骤后，各个中继记录的各种路径如下表5：

表5

从上表5可看出：

1)对于中继，两条路径可能是独立不相同的，也可能是相同的；

2)有的中继由于没有被选中，因此在后续的数据传输步骤中，它即使收到数据包也不会转发或处理；

3)图中的终端1能收到中继7的信号，绑定中继7，若终端1发送的数据包中指定的是跳数优先路径，则最终的传输路径是中继7—中继4—中继2—网关1，如图1中的实线箭头所示的路径，中继6虽然能收到中继7的数据包，但直接丢弃；若终端1发送的数据包中指定的是信号质量优先路径，则最终的传输路径是中继7—中继8—网关2，如图1中的虚线箭头所示的路径。

下面介绍数据传输步骤，具体包括：

S301、中继接收到上行数据包，根据所述上行数据包外的标签确定发送节点；

S302、若所述发送节点为绑定入网了的终端，则将所述上行数据包打上自身的标签后转发出去；

S303、若所述发送节点为中继，且自身不存在于所述发送节点的任一种路径类型所关联的路径中，则丢弃所述上行数据包。

具体的，可以查找表3，若发送节点不在表3中，则直接丢弃该上行数据包。

S304、若所述发送节点为中继，且自身存在于所述发送节点的与所述上行数据包中所指定的路径类型关联的路径中，则将所述上行数据包打上自身的标签后转发出去。

具体的，可以查找表3，若发送节点在表3中，而且在表3中发送节点所对应的路径类型，与上行数据包中指定的路径类型一致，则可以判定自身存在于所述发送节点的与所述上行数据包中所指定的路径类型关联的路径中。

可以理解的是，标签是一层套一层的，后打上的标签在先打上的标签外面，如此网关可在收到的上行数据包后，如果上行数据包外的标签所代表的发送节点在网关所维护的表3中，且在表3中发送节点所对应的路径类型，与上行数据包中指定的路径类型一致，则网关会处理该数据包，否则丢弃不处理。网关在处理上行数据包时，会根据上行数据包外的标签分析出网关与终端之间的路径，并基于所述路径将下行数据包打上所述路径中的各个节点的标签(网关要发到终端的下行数据包的标签顺序，与该终端之前发到该网关的上行数据包的标签顺序一致)。

结合表5，假设终端1与中继7绑定入网了，终端1发送的上行数据包中指定了选择信号质量优先路径(路径类型的选择，可以通过在数据包中表示路径类型的特定字段置位0或1表示，所以不会因为路径的选择而导致整个数据包的数据量不会太大，也提高了数据传输的效率)，则最终上行路径是：中继7—中继8—网关2，网关2收到的上行数据包外的标签由外而内依次是：中继8、中继7。于是，网关2可以知晓其自身与终端1之间的信号质量优先路径是：中继7—中继8—网关2，则网关2如果以信号质量优先路径下发下行数据包给终端1，则可以在下行数据包外打上标签，标签由外而内依次是：中继8、中继7。

所述方法还包括S305：中继收到所述下行数据包后，若所述下行数据包外的标签代表自身，则将表示自身的标签拆除后转发出去。比如，网关2给终端1的下行数据包发出后，中继8、中继9均收到该下行数据包，中继9识别出外面的标签不是自身，于是丢弃。而中继8识别出下行数据包最外面的标签代表自身，就将最外面的标签拆除，此时最外面的标签代表的是中继7，再将下行数据包转发出去，中继8转发出去后的数据包又可以被中继7收到，中继7识别出下行数据包最外面的标签代表自身，就将最外面的标签拆除后转发，中继4、6以及终端1均接收到该下行数据包，因下行数据包外的标签不代表中继4、6，所以中继4、6丢弃该包，而终端1识别下行数据包外的标签代表自身，从而处理该数据包。

优选地，所述方法还包括：终端或中继发出数据包后，继续处于侦听模式，如能侦听到其他节点所转发的该数据包，则可以判定该数据包已经发送到下一节点，也即判定路径可达。比如说中继7发出数据包后，侦听到打中继8的标签的该数据包，就可以判定该数据包已经发送到下一节点，路径可达。

所述方法还包括：在任一种路径不可达时发出携带有中继自身与网关之间的最新的N种成本因素以及N种路径的路径信息包。所发出的该路径信息包中的此路径被设置为不可达即可，如此后续的节点也会更新关于此路径的不可达信息，最终将此路径的不可达信息通知到终端或者网关，终端可以选择其他路径再次发出数据包。

可见，任一种路径不可达时节点发送路径信息包，则接收到路径信息包的节点会相应的再次启动步骤S201以更新成本因素、路径信息，最终使得其他相关节点也各自启动步骤S201以更新成本因素、路径信息。另外，可以理解的是，网关可以根据整个网络的应用的需求周期性的发送路径信息包，来触发中继启动步骤S201以更新成本因素、路径信息。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。

基于同一发明构思，本发明还要求保护一种LoRa中继，其包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序可被所述处理器运行以实现如前方法实施例的步骤。

综上所述，本发明的LoRa中继组网通信方法以及LoRa中继，具有以下有益效果：本发明中，因为路径信息包中携带了发送节点的N种路径类型的相关信息(具体为与N种路径类型关联的N种成本因素以及N种路径)，所以每一个中继自身都可以根据上一节点的路径信息包获得自身与网关之间的N种路径类型的相关信息，整个组网过程，网关只需发送路径信息包，中继即可自动对路径进行维护和更新，减少中继更新维护路由的开销；而且每个中继在确定好自身的N种路径类型的相关信息时，会发出应答信息，从而可以让上一中继通过接收应答消息而知晓自身是否存在下一中继的路径中、存在于下一中继的何种路径类型的路径中，因此对于任一来自下游节点的指定路径类型的数据包，上游节点可以直接根据自身是否存在于发送节点的与上行数据包中所指定的路径类型关联的路径中，来决定是否转发数据包，所以对于终端来说，终端能根据自身需求选择合适的路径，只需在数据包中指定路径类型即可实现自组网效果。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims

1.一种LoRa中继组网通信方法，其特征在于，方法包括：

中继接收来自网关和/或来自其他中继的至少一个路径信息包后，计算中继自身与网关之间的N种路径类型对应的N种最优成本，具体包括：针对每一个路径信息包均执行如下处理：基于当前路径信息包计算一份中继自身与网关之间的N种成本因素，并根据计算出的这份N种成本因素综合计算得到一份中继自身与网关之间的N种路径类型的成本；针对每一种路径类型均执行如下处理：对比基于所有的路径信息包所计算出的当前路径类型的各份成本，选取其中最小的成本作为中继自身与网关之间的当前路径类型的最优成本；

基于N种最优成本计算中继自身与网关之间的N种成本因素以及N种路径，所述N种成本因素、所述N种路径均分别与所述N种路径类型一一对应关联，具体包括：将计算所述N种最优成本时权重最大的N种成本因素选为中继自身与网关之间的N种成本因素；针对选出的中继自身与网关之间的每一种成本因素：将当前成本因素关联的路径类型确定为目标数据类型，将计算当前成本因素时所基于的路径信息包作为目标包，则将所述目标包中与目标数据类型关联的路径加上中继自身后，作为中继自身与网关之间的与所述目标数据类型关联的路径；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述方法还包括：在任一种路径不可达时发出携带有中继自身与网关之间的最新的N种成本因素以及N种路径的路径信息包；

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，终端可在收到多个路径信息包后，根据各个路径信息包中的N种成本因素以及N种路径，选择合适的中继绑定入网，所述方法还包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网关可在收到的上行数据包后，根据上行数据包外的所有标签分析出网关与终端之间的路径，并基于所述路径将下行数据包打上所述路径中的各个节点的标签；

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：中继与网关之间的每一种路径类型的成本，均同时由中继与网关之间的N种成本因素综合计算得到；在计算每一种路径类型的成本时，所述路径类型所关联的成本因素的计算权重大于其他成本因素的计算权重。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述N种路径类型包括跳数优先路径和信道质量优先路径，所述跳数优先路径的成本和信道质量优先路径的成本均由跳数和信道质量两个成本因素计算得到；

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的基于当前路径信息包计算一份中继自身与网关之间的N种成本因素，包括：

计算当前路径信息包从上一节点发送到自身的N种成本因素；

8.一种LoRa中继，其特征在于，包括处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序可被所述处理器运行以实现如权利要求1-7任一项所述的方法的步骤。