Lorawan协议说明书VIP专享VIP免费

第1章介绍本文档描述了LoRaWAN网络协议，是针对电池供电的终端设备(不管移动还是固定位置)进行优化的一套网络协议。LoRaWAN网络通常采用星型拓扑结构，由拓扑中的网关来转发终端与后台网络服务器间的消息。网关通过标准IP连接来接入网络服务器，而终端则通过单跳的LoRa或者FSK来和一个或多个网关通讯。虽然主要传输方式是终端上行传输给网络服务器，但所有的传输通常都是双向的。终端和网关间的通讯被分散到不同的信道频点和数据速率上。数据速率的选择需要权衡距离和消息时长两个因素，使用不同数据速率的设备互不影响。LoRa的数据速率范围可以从0.3kbps到50kbps。为了最大程度地延长终端的电池寿命和扩大网络容量，LoRa网络使用速率自适应(ADR)机制来独立管理每个终端的速率和RF输出。虽然每个设备可以在任意信道，任意时间，发送任意数据，但需要注意遵守如下规定：终端的每次传输都使用伪随机方式来改变信道。频率的多变使得系统具有更强的抗干扰能力。终端要遵守相应频段和本地区的无线电规定中的发射占空比要求。终端要遵守相应频段和本地区的无线电规定中的发射时长要求。twowinter注：发射占空比，意思是发射时长占总时长的比例。按照无线电规定，每个设备不能疯狂发射霸占信道，总得给别人一点机会。这份文档主要讲述协议细节，一些基于各地区规定的操作参数，例如发射占空比和发射时长等，在另一份文档[LoRaWAN地区参数]中做具体描述。将这份文档分开，是为了加入新地区参数时不影响基础的协议规范。1.1LoRaWANClasses所有的LoRaWAN设备都必须至少实现本文档描述的ClassA功能。另外也可以实现本文档中描述的ClassB和ClassC及后续将定义的可选功能。不管怎么样，设备都必须兼容ClassA。1.2文档约定MAC命令的格式写作LinkCheckReq(粗斜体)，位和位域的格式写作FRMPayload(粗体)，常量的格式写作RECEIVE_DELAY1，变量的格式写作N。在本文档中，所有多字节字段的字节序均采用小端模式EUI是8字节字段，采用小端模式传输默认所有RFU保留位都设为0第2章LoRaWANClasses类型介绍LoRa是由Semtech面向长距离、低功耗、低速率应用而开发的无线调制技术。本文档中，将ClassA基础上实现了更多功能的设备称为“更高class终端”。2.1LoRaWANClassesLoRa网络包含基础LoRaWAN（称之为ClassA）和可选功能（ClassB，ClassC）:图1.LoRaWANClasses双向传输终端(ClassA)：ClassA的终端在每次上行后都会紧跟两个短暂的下行接收窗口，以此实现双向传输。传输时隙是由终端在有传输需要时安排，附加一定的随机延时(即ALOHA协议)。这种ClassA操作是最省电的，要求应用在终端上行传输后的很短时间内进行服务器的下行传输。服务器在其他任何时间进行的下行传输都得等终端的下一次上行。划定接收时隙的双向传输终端(ClassB)：ClassB的终端会有更多的接收时隙。除了ClassA的随机接收窗口，ClassB设备还会在指定时间打开别的接收窗口。为了让终端可以在指定时间打开接收窗口，终端需要从网关接收时间同步的信标Beacon。这使得服务器可以知道终端正在监听。最大化接收时隙的双向传输终端(ClassC)：ClassC的终端基本是一直打开着接收窗口，只在发送时短暂关闭。ClassC的终端会比ClassA和ClassB更加耗电，但同时从服务器下发给终端的时延也是最短的。2.2文档范围这份LoRaWAN协议还描述了与ClassA不同的其他Class的额外功能。更高Class的终端必须满足ClassA定义的所有功能。注意：物理层帧格式，MAC帧格式，以及协议中更高class和ClassA相同的内容都写在了ClassA部分，避免内容重复。第3章PHY帧格式LoRa有上行消息和下行消息。3.1上行消息上行消息是由终端发出，经过一个或多个网关转发给网络服务器。上行消息使用LoRa射频帧的严格模式，消息中含有PHDR和PHDR_CRC。载荷有CRC校验来保证完整性。PHDR，PHDR_CRC及载荷CRC域都通过射频收发器加入。上行PHY:PreamblePHDRPHDR_CRCPHYPayloadCRC图2.上行PHY帧格式3.2下行消息下行消息是由网络服务器发出，经过单个网关转发给单个终端。下行消息使用射频帧的严格模式，消息中包含PHDR和PHDR_CRC。下行PHY:PreamblePHDRPHDR_CRCPHYPayload图3.下行PH...