基于认知无线电的LoRa频谱分配研究

[摘 要]随着智能技术的发展，传统的人与人之间的通信方式已经不能满足人们的生产生活需要。物联网（IoT，Internet of Things）是基于人与人、人与物、物与物大量设备之间进行的通信技术。物联网有多种通信方式，其中LoRa（Long Range）是一种采用扩频技术，工作在非授权频段下的无线通信技术。认知无线电（CR，Cognitive Radio）通过频谱感知技术，在不干扰主用户的前提下，次用户利用空闲频谱完成自己的通信。本文提出两种频谱资源分配方法，一种是高需求优先分配法，另一种是最大连接数法。

[關键词]物联网、LoRa、认知无线电、频谱分配

中图分类号：S657 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）18-0324-01

0 引言

近年来，物联网技术取得了飞速的发展，传统的通信方式也逐渐发生改变。LoRa是互联网技术中的一种通信方式，具有功耗低、覆盖范围大、低时延敏感等特性。预测数据表明，2020年全球将会有超过500亿乃至上万亿的设备接入互联网[1]，这将对有限的频谱资源造成极大的负担。为了缓解紧张的频谱资源，Joseph Mitola博士在1999年提出了认知无线电。认知无线电利用频谱感知技术，在不干扰主用户的前提下为次用户提供通信信道（频谱）。在物联网通信中，大多数设备对时延要求不高，只需隔一定的时间传输一次数据给服务器，而且LoRa又工作于非授权频段下，所以采用认知无线电的方式接入到互联网中是可行的。

1.LoRa通信

LoRa是由Semtech公司与2013年发布的一种工作于非授权频段的长距离低功耗的传输技术，使用LoRaWAN通信协议。LoRa的电池寿命设计使用年限为10年，且利用休眠技术延长了电池的使用寿命。……