CN116234056B - 基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法包括：接收LoRa网关周期性广播的Beacon帧；选择要发送入网请求的复帧；在复帧中选择一个要发送入网请求的时隙，发送入网请求帧；网关接受节点入网时，节点发送数据。本发明在周期业务信道上融入突发业务，节点通过在S‑ALOHA时隙以及未被分配的TDMA时隙来竞争入网以及发送突发业务数据，可以降低碰撞率以及提高信道利用率；利用超帧的结构，使不同周期长度的节点在同一个信道发送；设计了将节点分散到一个超帧的不同复帧进行节点入网或发送突发业务数据的方法，解决了因大量节点在同一复帧发送数据而引起的高碰撞率、低信道利用率以及信道瘫痪的问题。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体为基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法。
背景技术
在无线抄表应用场景中，节点一般采用电池供电，而且节点数量非常多且散布非常广，所以在这些应用场景中，节点功耗、覆盖范围以及容纳节点的容量是很重要的一项考虑指标。基于这些应用场景的需求，低功耗广域网（Low Power Wide Area Network，LPWAN）技术应运而生。LPWAN是一种低功耗、低数据速率和远距离通信的无线广域网络。与其他技术相比，其通信距离更远，通信功耗更低、覆盖范围更广。
LoRa作为低功耗广域网的代表技术之一，具有组网简单、覆盖范围广、功耗低、容量大等优点。LoRaWAN是在LoRa物理层传输技术基础之上的、以MAC层为主的一套协议标准，是LoRa技术的协议之一。在通信协议方面，LoRaWAN的MAC层设计过于简单，所有的节点均采用纯ALOHA（P-ALOHA）的方式来发送数据，即节点在数据到来时直接发送，不会对信道的忙闲状态进行检测。这虽然能极大的降低节点功耗，延长电池寿命，但当接入的节点数量比较大时，易造成通信冲突，导致网络性能下降，信道利用率低，端到端的时延加重。在无线抄表的应用场景中，主要存在两种类型的节点：一类是需要定时上报采集数据的周期业务节点，另一类是对异常情况进行及时预警的突发业务节点。而P-ALOHA协议的随机性很强，会使碰撞率非常高，而且随着这两种节点数量的增加，节点间发生碰撞的概率也会大大提高，且当节点数量达到一定程度时，还会使信道陷入瘫痪，导致信道无法正常工作。
为了解决LoRaWAN中的P-ALOHA协议在上述场景中因节点数量多而导致的高碰撞率、低信道利用率以及信道瘫痪的问题，所以提出了一个具有低碰撞率与高信道利用率的MAC协议设计方法。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述存在的问题，发明提供如下技术方案：基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法，
因此，本发明所要解决的问题在于如何提供基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法，其包括：接收LoRa网关周期性广播的Beacon帧；
选择要发送入网请求的复帧；
在复帧中选择一个要发送入网请求的时隙，发送入网请求帧；
网关接受节点入网，节点发送数据。
作为本发明所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的一种优选方案，其中：所述的Beacon帧包含SuperMulNum字段、Bperiod字段、UnAllocSlot字段以及MNum字段；
所述SuperMulNum字段用于广播一个超帧内的复帧数目，默认一个超帧由8个复帧组成；
所述Bperiod字段用于广播Beacon周期以及复帧内S-ALOHA/TDMA时段的长度比；
所述UnAllocSlot字段用于广播该复帧内未被分配的起始TDMA时隙编号；
所述MNum字段用于广播当前复帧的复帧编号。
作为本发明所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的一种优选方案，其中：节点在信道上先入网，入网之后发送业务数据；节点在信道上先入网，入网之后发送业务数据；节点在一个超帧中随机选择一个用于发送入网请求的复帧，复帧编号为M，将节点分散到一个超帧的不同复帧接入，进入休眠状态。
作为本发明所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的一种优选方案，其中：节点在复帧M到来时，醒来接收Beacon帧，完成时钟同步以及获取Beacon帧中的UnAllocSlot字段信息；
节点根据字段信息，在S-ALOHA时隙与未被分配的TDMA时隙之间随机生成一个用来竞争发送入网请求的的时隙编号N。
作为本发明所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的一种优选方案，其中：所述S-ALOHA时隙主要划分为两部分，一部分为上行用于竞争入网或发送突发业务数据，一部分为下行用于接收来自网关的入网响应帧或ACK帧；
所述TDMA时隙主要用于发送周期业务数据，只能用于上行或下行，当节点在未分配的TDMA时隙竞争入网或发送突发业务数据时，需要占用相邻的两个TDMA时隙，前一个时隙用于竞争发送数据，后一个时隙用于接收来自LoRa网关的响应数据。
作为本发明所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的一种优选方案，其中：节点在相应的时隙到来时，醒来发送入网请求帧；
当时隙N位于TDMA时段，为了确保时隙N不是其他节点的下行时隙，节点需要在前一个时隙处醒来，检测信道是否空闲；
若信道空闲，则该时隙N不是其他节点的下行时隙，则可以在时隙N处发送入网请求帧；
若信道非空闲，则该时隙N被LoRa网关用于发送下行数据，LoRa网关上下行工作在不同的信道，且采用半双工的工作模式，节点在时隙N处发送入网请求帧不被LoRa网关接收，则节点保存前面产生的复帧编号M，等到下一个超帧的复帧M到来，根据Beacon帧中的UnAllocSlot字段信息，在S-ALOHA时隙以及未分配的TDMA时隙之间重新生成一个发送入网请求帧的时隙，进行重发；
当时隙N位于S-ALOHA时段，则节点在时隙N处醒来，发送入网请求帧；
入网请求帧增设Slot字段，需要预约时隙的节点，在入网请求帧的Slot字段告诉LoRa网关是否申请时隙，以及在一个超帧内申请的时隙数目。
作为本发明所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的一种优选方案，其中：在LoRa网关接受入网，给节点回复入网响应帧；
入网响应帧中增设置了MultiNum字段以及SlotNum字段；所述MultiNum 字段是给节点分配时隙所在的复帧编号，SlotNum字段是具体分配的时隙编号；其中MultiNum字段的0-7bit分别对应复帧10.-8；SlotNum字段的0-7byte分别对应复帧1-8内的时隙编号。
作为本发明所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的一种优选方案，其中：所述LoRa网关是以超帧为周期维系一张时隙分配表，记录着TDMA时隙与节点之间的占用关系，当LoRa网关给节点分配时隙后，将TDMA时隙与节点之间的占用关系添加到时隙分配表中，若连续两个超帧在某个时隙没有收到节点的数据，LoRa网关自动释放表中该节点与该时隙的占用关系，将时隙分配给其他的节点使用。
作为本发明所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的一种优选方案，其中：若节点收到来自LoRa网关的入网响应帧，则说明节点已成功入网，进入休眠状态；
若节点没有收到LoRa网关的入网响应帧，则节点保存前面产生的复帧编号M，等到下一个超帧的复帧M到来时，根据Beacon帧中的UnAllocSlot字段信息，在S-ALOHA时隙以及未分配的TDMA时隙之间重新生成一个发送入网请求帧的时隙，进行重发。
作为本发明所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的一种优选方案，其中：所述节点包括周期业务节点以及突发业务节点；
若节点为周期业务节点，成功入网后，该节点等到预约的时隙到来时，醒来发送周期业务数据；
若节点为突发业务节点，成功入网后，该节点等到突发业务数据到来时，选择一个发送突发业务数据的复帧，进入休眠状态；该节点等到该复帧到来时，醒来接收Beacon帧，获取UnAllocSlot字段信息，并根据此信息在S-ALOHA时隙以及未分配的TDMA时隙之间生成一个发送突发业务数据的时隙，再次进入休眠状态，该节点等到相应时隙到来时，醒来发送突发业务数据；
若突发业务节点收到LoRa网关的ACK帧，则进入休眠状态；
突发业务节点没有收到LoRa网关的ACK帧，则保存前面产生的复帧编号，等到下一个超帧的该复帧到来时，重新选择时隙进行重发；且突发业务数据进行有且只有一次机会的重发，如果重发过后，仍未发送成功，则丢弃该数据，放弃重发。
本发明的有益效果：本发明在超帧结构下将时隙ALOHA协议（S-ALOHA）与TDMA协议相结合，在信道上融入突发业务，节点通过在S-ALOHA时隙以及未被分配的TDMA时隙来竞争入网以及发送突发业务数据，从而来降低碰撞率以及提高信道利用率；利用超帧的结构，能使不同周期长度的节点在同一个信道发送；设计了将节点分散到一个超帧的不同复帧进行节点入网或发送突发业务数据的方法，很好的解决了因大量节点在同一复帧发送数据而引起的高碰撞率、低信道利用率以及信道瘫痪问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
图1为本发明一个实施例提供的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的超帧结构图；
图2为本发明第一个实施例提供的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法中每个S-ALOHA时隙中上下行部分的划分情况图；
图3为本发明第一个实施例提供的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法中未分配的TDMA时隙用于竞争发送数据时的使用情况图；
图4为本发明第一个实施例提供的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法中一个超帧内某个复帧的TDMA时隙的使用情况图；
图5为本发明第一个实施例提供的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法中在Beacon周期为32s、信道带宽为125kHz、编码率为4/5扩频因子为8时某个复帧的时隙划分图；
图6为本发明第一个实施例提供的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的碰撞率随节点接入过程变化的仿真图；
图7为本发明第一个实施例提供的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的信道利用率随节点接入过程变化的仿真图；
图8为本发明第一个实施例提供的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的信道稳定以后碰撞率随接入节点总数变化的仿真图；
图9为本发明第一个实施例提供的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法的信道稳定以后信道利用率随节接入节点总数变化的仿真图。
具体实施方式
本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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，都应当属于本发明的保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“上、下、内和外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一、第二或第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明中除非另有明确的规定和限定，术语“安装、相连、连接”应做广义理解，例如：可以是固定连接、可拆卸连接或一体式连接；同样可以是机械连接、电连接或直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
参照图1，为本发明的一个实施例，提供了基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法，包括：参照图1，为本发明的一个实施例，提供了一种基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法，包括：该MAC方法基于X个周期业务节点、Y个突发业务节点与一个LoRa网关，其中X与Y均大于等于1。具体包括以下步骤：
步骤1：LoRa网关周期性的广播Beacon帧，并将SuperMulNum字段、Bperiod字段、UnAllocSlot字段以及MulNum字段信息告诉节点。
步骤2：节点周期性的搜索Beacon帧，以与网关保持时钟同步以及获取Beacon帧中相应的字段信息。
步骤3：节点在一个超帧中随机选择一个用于发送入网请求的复帧，复帧编号为M，来将节点分散到一个超帧的不同复帧接入，然后进入休眠状态。
步骤4：等到复帧M到来时，节点醒来接收Beacon帧，并根据Beacon帧中的UnAllocSlot字段，获得未分配的TDMA时隙信息，然后在S-ALOHA时隙以及未分配的TDMA时隙之间选择一个要竞争发送入网请求的时隙，时隙编号为N，然后进入休眠，详见附图5。
步骤5：如果时隙N为TDMA时隙，为了确保时隙N不是其他节点的下行时隙，节点需要在前一个时隙N+1处醒来（因为时隙编号从复帧起始到复帧结束依次减小，详见附图5），以检测信道是否空闲。如果信道空闲，则说明时隙N不是其他节点的下行时隙，则可以在时隙N处发送数据；否则，则说明时隙N已被LoRa网关用于发送下行数据，节点即使在时隙N处发送入网请求帧也不会被LoRa网关接收，此时节点保存前面产生的复帧编号M，然后跳转到步骤4，等到下一个超帧的复帧M到来，进行重发。如果时隙N为S-ALOHA时隙，那么节点在时隙N处醒来，然后发送入网请求帧，详见附图5。如果节点想要申请时隙，那么在发送入网请求帧之前将Slot字段值设置为在一超帧中想要预约的时隙数目。
步骤6：LoRa网关接收到了节点发送的入网请求帧，并给节点回复入网响应帧，并根据入网请求帧中的Slot字段值，决定是否给节点分配时隙。如果分配时隙，那么会在MultiNum字段以及SlotNum字段告诉节点分配时隙所在的复帧编号以及对应复帧内的时隙编号，其中MultiNum字段的0-7bit分别对应复帧1-8；SlotNum字段的0-7byte分别对应复帧1-8内的时隙编号，详见附表1，然后LoRa网关将时隙分配信息添加到时隙分配表中。
表1入网响应帧结构表
步骤7：如果节点收到了来自LoRa网关的入网响应帧，则说明节点成功入网，然后节点进入休眠状态并跳转到下一个步骤；若节点没有收到LoRa网关的入网响应帧，则说明节点发送失败，此时节点保存前面产生的复帧编号M，然后跳转到步骤4，等着下一个超帧的复帧M到来时，进行重发。
步骤8：如果为周期业务节点，则等到预约的时隙到来时，醒来发送周期业务数据；如果为突发业务节点，则重复步骤3、4、5、6、7来发送突发业务数据，发送时只需要将这几个步骤中的入网请求帧换成突发业务数据帧、入网响应帧换成ACK帧即可。
实施例2
参照图6~图9，为本发明的一个实施例，提供了一种基于LoRaWAN协议的适合周期业务的MAC设计方法，为了验证本发明的有益效果，通过经济效益计算和仿真实验进行科学论证。
在仿真时，以信道带宽BW=125KHz，扩频因子SF=8，编码率CR=4/5，数据速率DR=3.125kbps，一个超帧的复帧数目SuperMulNum=8，Beacon周期T=32s，S-ALOHA/TDMA时段长度比R=1：2，Beacon帧时隙确保能传输16字节的数据帧（详见表2）
表2协议设计方法的Beacon帧结构表
S-ALOHA时隙上行部分以及TDMA时隙确保能传输42字节的数据帧（详见附表3、表4）
表3周期业务数据帧以及突发业务数据帧的结构表
表4入网请求帧结构表
S-ALOHA时隙下行部分能传输19字节的响应帧（详见附表1），保护时间间隔为2ms，接入节点总数为400，突发业务节点与周期节点数量比为1：3为例，可以计算出一个复帧能划分66个S-ALOHA时隙与193个TDMA时隙（详见附图5）。在400个节点接入过程中，第一个超帧只用于节点入网以及成功预约时隙的周期业务节点发送周期业务数据，一个周期业务节点在一个超帧能发送1次、2次、3次、4次数据，平均一个节点在一个超帧发送2.5次数据；对于在第一个超帧成功入网的突发业务节点，到下一个超帧才能发送突发业务数据，每个突发业务节点在一个超帧中最多只能突发1次。
在上述仿真的条件下，通过MATLAB对碰撞率以及信道利用率随整个接入过程（即从节点开始入网到信道进入稳定的过程）的变化进行了仿真分析，仿真结果详见附图6、附图7。可以看出，本MAC方案通过将节点分散到不同的复帧、充分利用未被分配的TDMA时隙以及划分专门的TDMA时隙来传输周期业务数据，可以极大的降低碰撞率、提高信道利用率以及减小信道进入稳定的所需要时间。在整个接入过程中，本MAC方案无论是在碰撞率还是信道利用率方面的性能都要远远好于LoRaWAN 中的P-ALOHA协议。
为了进一步研究在信道进入稳定以后，本MAC方案中信道接入节点总数对信道利用率以及碰撞率的影响，然后通过MATLAB进行了仿真分析。仿真时将仿真条件中的接入节点总数设值为变化的量，其他的仿真条件保持不变。当接入的节点总数较少时，无论是P-ALOHA协议还是本MAC方案的信道碰撞率以及利用率都非常低，没有研究意义，所以在仿真时，从接入的节点总数为100时开始仿真。碰撞率、信道利用率随信道接入节点总数变化的仿真结果分别详见附图8、附图9。
可以看出在接入节点数量较少时，P-ALOHA协议能正常的工作，但随着节点数量的增多，碰撞率快速增大，当接入的节点数量达到一定值后，信道会陷入崩溃，无法正常工作，而且整个过程信道利用率都非常低，无法充分用信道资源。而本MAC方案，无论是在接入节点数量较少还是较多时，信道的碰撞率以及利用率性能都远远好于P-ALOHA协议。另外它可以以较低的碰撞率有效解决大量节点同时工作而导致的信道崩溃问题，同时还能充分利用信道资源，提升信道性能。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法，其特征在于，包括：
LoRa网关周期性广播Beacon帧；
所述的Beacon帧包含SuperMulNum字段、Bperiod字段、UnAllocSlot字段以及MNum字段；
所述SuperMulNum字段用于广播一个超帧内的复帧数目，默认一个超帧由8个复帧组成；
所述Bperiod字段用于广播Beacon周期以及复帧内S-ALOHA/TDMA时段的长度比；
所述UnAllocSlot字段用于广播该复帧内未被分配的起始TDMA时隙编号；
所述MNum字段用于广播当前复帧的复帧编号；
节点周期性搜索Beacon帧，以与网关保持时钟同步以及获取Beacon帧中相应的字段信息；
节点在一个超帧中随机选择一个用于发送入网请求的复帧，复帧编号为M，将节点分散到一个超帧的不同复帧接入，进入休眠状态；
节点在复帧M到来时，醒来接收Beacon帧，完成时钟同步以及获取Beacon帧中的UnAllocSlot字段信息；
节点根据字段信息，在S-ALOHA时隙与未被分配的TDMA时隙之间随机生成一个用来竞争发送入网请求的的时隙编号N；
节点在相应的时隙到来时，醒来发送入网请求帧；
当时隙N位于TDMA时段，为了确保时隙N不是其他节点的下行时隙，节点需要在前一个时隙处醒来，检测信道是否空闲；
若信道空闲，则该时隙N不是其他节点的下行时隙，则在时隙N处发送入网请求帧；
若信道非空闲，则该时隙N被LoRa网关用于发送下行数据，LoRa网关上下行工作在不同的信道，且采用半双工的工作模式，节点在时隙N处发送入网请求帧不被LoRa网关接收，则节点保存前面产生的复帧编号M，等到下一个超帧的复帧M到来，根据Beacon帧中的UnAllocSlot字段信息，在S-ALOHA时隙以及未分配的TDMA时隙之间重新生成一个发送入网请求帧的时隙，进行重发；
当时隙N位于S-ALOHA时段，则节点在时隙N处醒来，发送入网请求帧；
入网请求帧增设Slot字段，需要预约时隙的节点，在入网请求帧的Slot字段告诉LoRa网关是否申请时隙，以及在一个超帧内申请的时隙数目；
LoRa网关接受节点入网，节点发送数据。
2.如权利要求1所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法，其特征在于：所述S-ALOHA时隙划分为两部分，一部分为上行用于竞争入网或发送突发业务数据，一部分为下行用于接收来自网关的入网响应帧或ACK帧；
所述TDMA时隙用于发送周期业务数据，只能用于上行或下行，当节点在未分配的TDMA时隙竞争入网或发送突发业务数据时，需要占用相邻的两个TDMA时隙，前一个时隙用于竞争发送数据，后一个时隙用于接收来自LoRa网关的响应数据。
3.如权利要求2所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法，其特征在于：LoRa网关接受入网，给节点回复入网响应帧；
入网响应帧中增设置了MultiNum字段以及SlotNum字段；所述MultiNum字段是给节点分配时隙所在的复帧编号，SlotNum字段是具体分配的时隙编号；其中MultiNum字段的0-7bit分别对应复帧1-8；SlotNum字段的0-7byte分别对应复帧1-8内的时隙编号。
4.如权利要求3所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法，其特征在于：所述LoRa网关是以超帧为周期维系一张时隙分配表，记录着TDMA时隙与节点之间的占用关系，当LoRa网关给节点分配时隙后，将TDMA时隙与节点之间的占用关系添加到时隙分配表中，若连续两个超帧在某个时隙没有收到节点的数据，LoRa网关自动释放表中该节点与该时隙的占用关系，将时隙分配给其他的节点使用。
5.如权利要求4所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法，其特征在于：若节点收到来自LoRa网关的入网响应帧，则说明节点已成功入网，进入休眠状态；
若节点没有收到LoRa网关的入网响应帧，则节点保存前面产生的复帧编号M，等到下一个超帧的复帧M到来时，根据Beacon帧中的UnAllocSlot字段信息，在S-ALOHA时隙以及未分配的TDMA时隙之间重新生成一个发送入网请求帧的时隙，进行重发。
6.如权利要求5所述的基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法，其特征在于：所述节点包括周期业务节点以及突发业务节点；
若节点为周期业务节点，成功入网后，该节点等到预约的时隙到来时，醒来发送周期业务数据；
若节点为突发业务节点，成功入网后，该节点等到突发业务数据到来时，选择一个发送突发业务数据的复帧，进入休眠状态；该节点等到该复帧到来时，醒来接收Beacon帧，获取UnAllocSlot字段信息，并根据此信息在S-ALOHA时隙以及未分配的TDMA时隙之间生成一个发送突发业务数据的时隙，再次进入休眠状态，该节点等到相应时隙到来时，醒来发送突发业务数据；
若突发业务节点收到LoRa网关的ACK帧，则进入休眠状态；
突发业务节点没有收到LoRa网关的ACK帧，则保存前面选择的发送突发业务数据的复帧的复帧编号，等到下一个超帧的该复帧到来时，重新选择时隙进行重发；且突发业务数据进行有且只有一次机会的重发，如果重发过后，仍未发送成功，则丢弃该数据，放弃重发。
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| CN202310507752.6A CN116234056B (zh) | 2023-05-08 | 2023-05-08 | 基于LoRaWAN的无线抄表系统的MAC协议设计方法 |
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