LoRaWAN通信画像类A类B类C,LoRa设备开发参考指南(三)
LoRaWAN通信画像:类A,类B,类C
LoRaWAN使用免授权的频谱,通常ISM(工业的,科学的,医学的)基带来空中通信。在欧洲,ETSI规定ISM基带在868MHz和433MHz基带上访问。这些频带的使用是有局限性的:发报机的输出功率(EIRP)不应超过14dBm或25mW,ETSI依据使用的子带在欧洲强制的任务周期限定为1%(设备的)或10%(网关的)。
图:LoRaWAN网络层
三个不同的通信画像类(A,B,C)在LoRa网络上的设备和应用间是可用的。每个类服务不同的应用需要并为特殊用途已经优化需求。A,B和C画像间的关键不同是在延迟和功耗之间所做的妥协。
图:LoRaWAN通信画像类
类A(自LoRaWAN1.0可用)
下图说明了在SF12的LoRaWAN标准下的默认配置。值是可适应的。
图:类A默认配置画像
类A设备实现一个双向的通信画像即每个端设备的上行传输后跟着两个短下行接收窗口。端设备安排好的传输时隙是基于它自己的通信需要的,该需要是有一个基于随机时间基的小变化的。类A操作是应用的最低功耗选择,在端设备已经发送一个上行传输后该应用立刻只从服务器获取下行通信。在任意其他时间的来自服务器的下行通信必须等待下次安排好的上行通信。类A涵盖了绝大多数用例,是LoRa功率最高效的模式。
类B(将在LoRaWAN1.1可用)
下图说明了在SF12的LoRaWAN标准下的默认配置。值是可适应的。
图:类B默认配置画像
在这儿有个要求是确保下行通信的低延时,同时保持尽量低的功耗,设备应该实现一个类B通信画像。通过在固定时间间隔打开接收窗口,类B仿真了一个连续接收的设备,为的是启动服务器初始化过的下行消息。
LoRaWAN类B选项在远程设备上添加了一个同步接收窗口。类B是通过使网关在一个常规的基上发送一个信标来同步网络中所有的端点设备实现的。在周期性的时隙期间,它允许设备在一个可预知的时间打开一个简短额外的接收窗口(称为“ping slot”)。
在LoRa联盟实验室,类B现在仍处于实验阶段,但大多数用例都可由类A和类C的结合所涵盖。例如要求周期性的会合点来接收配置数据的设备(例如空间保留显示)会从LPWA网络周期性地请求时间,然后同步它们的内部时钟并周期性地为下行消息打开会合窗口。
类C(自LoRaWAN1.0可用)
下图说明了在SF12的LoRaWAN标准下的默认配置。值是可适应的。
图:类C默认配置画像
设备实现类C通信画像用于有充分可用的功率而不需要最小化接收时间窗口的应用。这是大多数执行器(智能插头,上电设备的远程控制等)的情况。类C设备会用RX2窗口参数尽可能多的听。根据类A定义,当既不是RX1上的(a)发送,也不是(b)接收时,设备就在RX2上听。这么做,它会在上行传输的末尾与RX1接收窗口的开头之间的RX2参数上打开一个短暂的窗口,并且一旦RX1接收窗口关闭它就会切换到RX2接收参数;RX2接收窗口会一直打开直到端设备不得不发送另一条消息。