LoRa 网络拓扑的多准则优化机制

LoRa mesh 网络可实现远距离、低功耗连接，但受到极低比特率、特定扩频因子对应的 SNR 阈值以及区域占空比限制的制约。本文提出了一种将可行性与最优性相分离的快照路由框架。可行性作为硬约束执行——仅接纳满足 SNR 阈值（带安全裕度）且符合剩余占空比时间窗口的无线电选项，这些选项是通过采用针对链路几何特性的模型无关专门化的 Okumura–Hata 骨干模型进行准入判定的。最优性则在扩频因子扩展的有向图上实现，其中每个可行的 SF 均表示为一条独立的边，并通过一个复合无量纲跳步度量来平衡空中时间驱动的能量消耗、当前与增量占空比使用情况以及可选的质量惩罚。该方法通过最短路径计算实现逐跳 SF 选择，并支持无需事件级仿真的快速重新规划。基于快照的评估表明，该方法改善了对空中时间、占空比暴露和能量的控制，为 LoRa mesh 网络中的多准则路由提供了实用基础，并适用于机载和基础设施稀疏的部署场景。