检索结果-内蒙古大学图书馆

武汉大学学报(工学版) 2025年第4期58卷 647-653页

作者：陈小莉陶智威魏权武汉大学电子信息学院湖北武汉430072

针对lora(long range)节点通信速率低且节点数量大导致大规模lora传感网中碰撞现象严重的问题,提出一种机制简单、执行高效的基于碰撞统计的自适应退避算法。该算法基于对节点上传数据时所经历碰撞次数的统计结果,判断信道竞争状态,并... 详细信息

针对lora(long range)节点通信速率低且节点数量大导致大规模lora传感网中碰撞现象严重的问题,提出一种机制简单、执行高效的基于碰撞统计的自适应退避算法。该算法基于对节点上传数据时所经历碰撞次数的统计结果,判断信道竞争状态,并针对初始竞争窗口和重传过程中的竞争窗口采取不同的更新策略。lora节点根据历史碰撞次数自适应地选取初始竞争窗口;在重传阶段,根据历史碰撞次数,以不同的倍增系数加大重传竞争窗口,且在其他节点完成发送并退出信道竞争时及时减小重传竞争窗口。OPNET仿真结果表明,相较于传统退避算法,该自适应退避算法平均丢包量减少约40.7%,平均重传次数减少约28.3%,平均吞吐量提高约10.3%,说明该算法通过更合理的竞争窗口更新策略,降低了大规模lora传感网中碰撞发生的概率,提升了信道利用率。

关键词：大规模lora传感网退避算法碰撞自适应平均丢包量

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大规模lora传感网的退避算法优化

引用

武汉大学学报(工学版) 2024年

作者：陈小莉陶智威魏权武汉大学电子信息学院

针对由于lora (Long Range)节点通信速率低以及节点数量大导致大规模lora传感网中碰撞现象严重的问题，提出一种机制简单、执行效率高的基于碰撞统计的自适应退避算法，该算法在统计节点上传数据时经历的碰撞次数基础上，判断信道竞争... 详细信息

针对由于lora (Long Range)节点通信速率低以及节点数量大导致大规模lora传感网中碰撞现象严重的问题，提出一种机制简单、执行效率高的基于碰撞统计的自适应退避算法，该算法在统计节点上传数据时经历的碰撞次数基础上，判断信道竞争的状态，并针对初始竞争窗口和重传过程中竞争窗口采取不同的更新策略。首先，lora节点根据历史碰撞次数自适应地选取初始竞争窗口；然后，在重传阶段，根据历史碰撞次数以不同的倍增系数加大重传竞争窗口，并在其它节点完成发送退出信道竞争时及时减小重传竞争窗口。OPNET仿真结果表明，与传统退避算法相比该自适应退避算法平均丢包量减少了约40.7%，平均重传次数减少了约28.3%，平均吞吐量提高了约10.3%，说明该算法通过更合理的竞争窗口更新策略，降低了大规模lora传感网中碰撞发生的概率，提升了信道利用率。

关键词：大规模lora传感网退避算法碰撞自适应平均丢包量

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lora传感网的研究与网络性能优化

LoRa传感网的研究与网络性能优化

引用

作者：魏权武汉大学

学位级别：硕士

随着物联网技术的发展与普及,无线传感网络的应用在各个领域带来巨大效益。lora(Long Range)技术作为低成本、低功耗、多速率和远距离通信的新兴通信技术,得到越来越多的研究和应用,lora传感网的部署规模也越来越大。大规模lora传感网... 详细信息

随着物联网技术的发展与普及,无线传感网络的应用在各个领域带来巨大效益。lora(Long Range)技术作为低成本、低功耗、多速率和远距离通信的新兴通信技术,得到越来越多的研究和应用,lora传感网的部署规模也越来越大。大规模lora传感网具有节点数量大、覆盖范围广的特点,存在严重的冲突碰撞问题并对多跳组网提出挑战。要提升大规模lora传感网的网络性能,需要进行针对性研究。本文以大规模lora传感网为研究对象,以提升其网络性能为目的。深入研究了lora通信原理与特性、lora传感网的拓扑结构、IEEE802.11协议和AODV协议相关原理,完成了lora节点在OPNET平台的建模,最后分别对退避算法和AODV协议进行研究并提出改进方法。主要内容包括: (1)研究lora传感网中的碰撞问题并进行仿真分析,仿真结果表明:对于节点数量大的小覆盖、中等覆盖和广覆盖大规模lora传感网,传统退避算法都不能有效降低碰撞率,导致网络丢包严重。针对大规模lora传感网中的碰撞问题,分析传统退避算法存在的问题并提出基于碰撞统计的自适应退避算法。该算法将竞争窗口调整分为初始竞争窗口调整和重传竞争窗口调整两个部分,节点根据历史碰撞次数自适应地调整初始竞争窗口,并在发生碰撞时根据历史碰撞次数以不同的策略调整重传竞争窗口。仿真表明,与传统退避算法相比该算法在小覆盖、中等覆盖和广覆盖的大规模lora传感网中都能有效降低碰撞率,并分别减少11%、43%和18%的丢包。 (2)为提升多跳组网时大规模lora传感网的性能,对AODV协议进行改进。首先,针对AODV的泛洪现象提出路由开销优化方法,对邻居节点较多的节点以较小的概率转发其路由请求。仿真结果表明,该方法能降低40%左右的路由开销。然后,针对lora多速率通信的特点,引入速率自适应算法,提出基于路径时延的AODV协议,改进路由发现过程,以最短路径时延作为路径选取原则,建立路径时延更低的路由。仿真结果表明,该方法能使投递时延减少35%、网络吞吐量提升16%。最后,针对节点以电池供电的lora传感网,提出考虑负载均衡的AODV综合优化协议,在路由发现过程综合考虑节点邻居数量、路径时延和节点负载。仿真结果表明,该方法能在提升16%网络吞吐量的同时有效平衡节点的负载和能量消耗,将网络生存时间延长40%。

关键词：大规模lora传感网碰撞退避算法网络吞吐量 AODV

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