LoRaWAN 协议中文Word下载.docx
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4.1MAC层(PHYPayload) 5
4.2MAC头(MHDR字段) 5
4.2.1消息类型(MTypebit字段) 5
4.2.1.1Join-requestandjoin-acceptmessages 6
4.2.1.2Datamessages 6
4.2.2Majorversionofdatamessage(Majorbitfield) 6
4.3MACPayload 6
4.3.1Frameheader(FHDR) 7
4.3.1.1帧头中的自适应数据速率控制(ADR,ADRACKReqinFCtrl) 7
4.3.1.2消息确认位和确认流程(ACKinFCtrl) 8
4.3.1.3重传机制(Retransmissionprocedure) 8
4.3.1.4帧挂起位(FPendinginFCtrl,downlinkonly) 9
4.3.1.5计数器(FCnt) 9
4.3.1.6帧配置(FOptsLeninFCtrl,FOpts) 10
4.3.3MAC帧负载据加密(FRMPayload) 11
4.3.3.1LoRaWAN加密 11
4.3.3.2EncryptionabovetheLoRaWANlayer 12
4.4MessageIntegrityCode(MIC) 12
5MACCommands 13
5.1链路检查LinkCheckReq和LinkCheckAns 14
5.2速率自适应LinkADRReq和LinkADRAns 15
5.3终端的发射占空比(DutyCycleReq和DutyCycleAns) 16
5.4接收窗口相关参数(RXParamSetupReq,RXParamSetupAns) 17
5.5终端状态(DevStatusReq,DevStatusAns) 18
5.6创建或修改信道(NewChannelReq,NewChannelAns) 18
5.7Rx和Tx之间的延迟(RXTimingSetupReq,RXTimingSetupAns) 20
6终端激活(End-DeviceActivation) 20
6.1激活成功后存储在终端设备的数据 21
6.1.1终端设备地址(DevAddr) 21
6.1.2应用唯一识别ID(AppEUI) 21
6.1.3网络会话密钥(NwkSKey) 21
6.1.4应用会话密钥(AppSKey) 21
6.2无线激活(Over-the-AirActivation) 22
6.2.1终端设备ID(DevEUI) 22
6.2.2应用密钥(AppKey) 22
6.2.3入网流程 22
6.2.4入网请求(Join-requestmessage) 22
6.2.5接受入网消息(Join-accept) 23
6.3手动激活 24
7.物理层(PhysicalLayer) 24
7.1欧洲ISM频段863-870MHz 24
7.1.1欧洲863-870前导码 24
7.1.2欧洲863-870ISM频段信道频率 25
7.1.3EU863-870数据速率以及节点输出功率的编码 26
7.1.4EU863-870JoinAcceptCFList 27
7.1.5EU863-870的LinkAdrReq命令 28
7.1.6EU863-870payload最大字节数 28
7.1.7EU863-870接收窗口 29
7.1.8EU863-870默认设置 29
1.介绍
本文档描述了针对电池优化的LoRaWAN™网络协议。
其可以是移动的或安装在固定位置。
LoRaWAN网络通常被布置在星形星形拓扑中,其中网关在端设备2和在后端的中央网络服务器之间中继消息。
网关通过标准IP连接连接到网络服务器,而终端设备使用到一个或多个网关的单跳LoRa™或FSK通信。
通信通常是双向的,尽管从终端设备到网络服务器的上行链路通信预期是主要业务。
终端设备和网关之间的通信在不同的频率信道和数据速率上传播。
数据速率的选择是两者之间的折衷
通信范围和消息持续时间,具有不同数据速率的通信不会相互干扰。
LoRa数据速率范围从0.3kbps到50kbps。
为了最大限度地延长终端设备的电池寿命和整体网络容量,LoRa网络基础设施可以通过自适应数据速率(ADR)方案分别管理每个终端设备的数据速率和RF输出
终端设备可以使用任何可用的数据速率在任何时间可用的任何信道上进行传输,只要遵守以下规则:
1.终端设备以伪随机方式为每次传输改变信道。
所得到的频率分集使得系统对于干扰更加鲁棒。
2.终端设备遵守相对于所使用的子带和本地规则的最大发射占空比。
3.终端设备考虑相对于所使用的子带和本地规则的最大传输持续时间(或停留时间)。
1.1LoRaWANClasses
所有LoRaWAN设备至少实现本文档中描述的A类功能。
此外,它们可以实现名为类B,类C的选项,如本文档或其他要定义的。
在所有情况下,它们必须与A类保持兼容。
1.2惯例
MAC命令写入LinkCheckReq,位和位字段写入FRMPayload,常量写入
RECEIVE_DELAY1,变量写入N.
在本文中,
所有多字节字段的八位位组顺序是小端和
EUI是64位整数,并作为小端发送。
2LoRaWAN简介
2.1LoRaWANClasses
1.终端双向通讯(A类)
低功耗,先发送后接收,发送和接收交替进行。
终端只有再发送数据后才能接收处理服务器发送来的数据,发送数据不受接收数据的限制。
收发比=1:
1
2.具有接收时隙的终端双向通讯(B类)
同样是先发送后接收,不同的是每次发送后按照一定时间间隔启动接收窗口,接收多条数据。
时间间隔从网关获取,以便服务器知晓终端接收消息的时刻。
N
3.最大接收时隙的终端双向通讯(C类)
打开接收窗口的时间间隔很小,几乎不间断的接收消息。
比A和B更耗能,但和服务器交互的延迟低。
2.2规范
高级类的附加功能向下兼容低级类。
所有LoRaWAN终端必须实现A类的功能。
注意:
本规范手册中:
物理消息格式、MAC消息格式以及A类和其它高级类都具备的东西,只在本手册的A类部分介绍。
3物理层消息格式
LoRa中用来区分上行和下行消息。
3.1上行链路消息
上行链路消息由终端发送经过一个或多个网关中转后到达服务器。
它使用的LoRa无线分组显性模式由物理头(PHDR)和它的CRC(PHDR_CRC)校验组成。
由CRC保证荷载数据的一致性(发送和接收的数据完全一致,不仅仅是数据完整)。
UplinkPHY:
3.2下行链路消息
下行链路消息由服务器发送给终端设备,每条消息对应的终端设备是唯一确定的,而且只通过一个网关转发。
下行链路消息由物理头(PHDR)和这个头的CRC(PHDR_CRC)组成。
下行链路消息:
3.3接收窗口
设备终端每次发送数据完成后打开两个收窗口。
以数据发送结束作为基准进行计算接收窗口的开启时间。
3.3.1第一个接收窗口的开启、使用的信道和数据速率
第一个接收窗口(RX1)使用的频率、数据速率与上行传输时使用的频率、数据速率存在映射关系。
RX1在发送完成后第RECEIVE_DELAY1秒(+/-20毫秒)开启。
并且收发数据使用的数据速率和地域有关,详情阅读第7章。
默认情况下第一个接收窗口数据速率和最后一次发送数据相同。
3.3.2第二个接收窗口的开启、使用的信道和数据速率
第二个接收窗口RX2使用经过配置的固定的频率和数据速率。
RX2在发送完成后第RECEIVE_DELAY2秒(+/-20毫秒)开启。
频率和数据速率可以通过
MAC命令修改(见第5章)。
默认的频率和数据速率与地域相关,详情阅读第
7章。
3.3.3接收窗口持续时间
接收窗口的最短时间必需满足:
终端设备的无线收发器能够处理完下行数据的前导码。
3.3.4接收期间接收者的活动
无线电接收器在某个接收窗口检测到相应的前导码后会继续接收,直到下行数据帧全部解调完毕。
如果在第一个接收窗口检测并完成解调,同时通过检查地址(服务器分配的地址)和MIC,确认该帧属于本节点,终端设备不再打开第二个接收窗口。
3.3.5服务器给终端设备发送消息
服务器必需要十分精确的在这两个接收窗口的时间点上发送数据终端设备才能收到。
3.3.6接收窗口相关的重要事项
上一次发送结束后,在没有收到数据或者第二个没有关闭前,不能再次发送。
3.3.7其它协议数据的收发
节点可以收发其它协议或者在LoRaWAN收发窗口之间传输任何数据。
不过,终端设备仍然要遵守当地法律法规并且遵循LoRaWAN规范。
4MAC消息格式
LoRa所有的上下行链路消息都会包含PHY负载,该负载以单字节MAC头
为开始,MAC头后面是MAC负载,结尾是4字节的消息一致码(MIC)。
4.1MAC层(PHYPayload)
MACPayload字段长度M的最大值见第六章。
4.2MAC头(MHDR字段)
MAC 头中包含消息类型(MType)和帧编码所遵循的LoRaWAN规范的主版本号(Major)。
RFU是保留位。
4.2.1消息类型(MTypebit字段)
LoRaWAN自定义了六个独特的MAC消息类型:
joinrequest,joinaccept,unconfirmeddataup/down,以及confirmeddataup/down
MType
Description
备注
JoinRequest
无线激活过程使用,具体见章节6.2
JoinAccept
10
UnconfirmedDataUp
接收者不必回应
11
UnconfirmedDataDown
100
ConfirmedDataUp
接收者必须回应
101
ConfirmedDataDown
110
RFU
保留
111
Proprietary
用来实现自定义格式的消息,交互的设备之间必须有相
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