基于加权效用函数的LoRa扩频因子和码率分配

来源：电子测量技术杂志2023年第20期北京时间：

作者：谢桂辉，肖华煦，王景双，胡轶斯

单位：1.中国地质大学(武汉)自动化学院 武汉 430074; 2.中山智联未来科技有限公司 中山 528437

摘要：针对大规模LoRa网络数据包到达率下降、能耗急剧增加的问题，提出了基于加权效用函数的LoRa扩频因子和码率分配方法。首先，建立扩频因子和码率对数据包到达率和能耗的耦合影响关系；然后，基于赏罚机制建立数据包到达率和能耗的效用函数，并以它们的加权值为目标函数，利用贪心算法进行扩频因子和码率联合分配；最后，通过遍历搜索的方法确定最优的权重系数。仿真结果表明，相比目前最新的CA-ADR算法，所提算法的网络平均数据包到达率提高了21.2%，网络平均能效提高165%。本文算法有效提高了LoRa网络的通信可靠性和终端设备的生命周期，在智慧城市、智慧农业等众多场景具有较高的应用价值。

关键词：LoRa;数据包到达率;效用函数;扩频因子;码率

基金资助：湖北省自然科学基金(2022CFB269)、中山市科技计划项目(2019AG032)资助