深入:LoRaWAN®1.0.4 B类和C类终端设备¶

信标授时¶

终端设备需要计算第一个信标将被广播的精确时刻，以便它可以侦听信标。终端设备应该已经将其内部时钟与前一步中描述的网络服务器的内部时钟对齐请求网络服务器时间．

网络广播信标自从它计算GPS纪元的开始(1980年1月6日，00:00:00 UTC)每128秒一次。终端设备使用其本地时间，该时间已按照上一步所述同步到网络服务器请求网络服务器时间来计算何时开始监听第一个信标。如图2所示，终端设备还必须考虑以下需要进行的调整:

• 1.5毫秒的延迟(TBeaconDelay)，以便有时间让网关开始广播

• 细微的差别(TAccuracy)，其中网关广播消息的时间比预期的时间稍早或稍晚。此定时精度应由网关制造商提供。接收到第一个信标后前的字段可用于确定后续信标的最大时序差，如第13.5节“信标精确时序”(第70页)所述LoRaWAN链路层规范v1.0.4．

参考第13.5节，“信标精确定时”(第70页)LoRaWAN链路层规范v1.0.4查找用于计算何时开始侦听信标的完整算法集。

信标的数据速率和频率¶

侦听信标的频率和数据速率取决于终端设备将在其中运行的区域。

动态信道计划区域使用单个默认信道和数据速率广播所有信标。动态通道计划区域包括EU868，列在第21页RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范．要使用的默认信道和数据速率在“B类信标和默认下行信道”小节中指定RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范．

所有其他区域，包括US915、AU915和CN470，采用跳频，即网关按顺序在每个信道上广播信标，在每个广播的信道之间交替。这些区域都使用单个默认数据速率。找到每个区域的数据速率和算法来计算该区域的“B类信标”部分中的信道跳频序列RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范．

处理更新频率的请求¶

网络服务器可以请求终端设备更新其用于接收信标的频率，方法是使用BeaconFreqReqMAC命令。当BeaconFreqReq当收到MAC命令时，终端必须验证其无线电是否允许新的频率。然后，终端设备通过发送消息来通知网络服务器是否可以使用新频率BeaconFreqAnsMAC命令通过a类上行链路返回到网络服务器。

有关BeaconFreqReq和BeaconFreqAnsMAC命令可以在第12.2节“BeaconFreqReq”(第63页)中找到RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范．

当终端设备发送BeaconFreqAns确认可以使用新频率后，网络服务器将更新用于发送信标的频率，终端设备现在必须侦听新频率上的信标。新的单频取代了目前使用的任何跳频算法。

网络服务器可以通过发送a请求终端设备返回到其默认频率设置BeaconFreqReqMAC命令，使用频率字段设置为0．在终端设备响应确认这是可能的之后，它应该返回到使用动态信道计划区域的默认频率，或所有其他区域的跳频算法。

将时钟同步到时间参考¶

这四个时间信标中的八位字节表示从信标发送的那一刻起GPS历元所经过的秒数，按照标准的第13.2节“信标帧格式”(第68页)中的解释进行编码LoRaWAN链路层规范v1.0.4．

终端设备应将其内部计时基准与文件中包含的时间对齐时间字段，使用第一次检测到信标的时刻，前面称为BEACON_PREAMBLE_RECEIVE_TIME．

存储时间字段¶

终端设备必须存储时间字段暂时用于中描述的ping时隙定时算法Ping槽位窗口定时．

使用Prec位更新TAccuracy¶

的参数八位字节包含前的通信信标定时精度的位，在前面讨论过信标授时部分。的内容前的位应该用来更新TAccuracy的值，首先转换前的根据第13.2节“信标帧格式”(第68页)中的算法LoRaWAN链路层规范v1.0.4．

使用GwSpecific(可选)¶

的GwSpecific并不是所有的网关都发送字节，所以这个可能不存在。

如果GwSpecific八位元组是存在的，它们要么用于通信的GPS坐标的天线广播信标，或网络的NetID与网关标识符一起。中的数据理解规则GwSpecific第13.3节“Beacon GwSpecific Field Format”(第68页)LoRaWAN链路层规范v1.0.4．

学习如何使用信息GwSpecific以提高B类设备在最佳实践部分的移动性能更新网络下行路由．

Ping槽位窗口定时¶

信标每128秒广播一次。在第一次检测到信标时，会有2.120秒的时间，在此期间不会接收到下行链路，从而有时间对信标进行解调。这个时期被称为BEACON_RESERVED在规范中。

在接收下一个信标之前，有3秒的时间不会发送下行链路，以便在广播下一个信标之前有时间完成任何B类下行链路的传输。这一时期被称为BEACON_GUARD在规范中。

有一个信标窗口(BEACON_WINDOW)的122.880秒，在此期间B类下行链路可以在BEACON_RESERVED接收到前一个信标后的一段时间BEACON_GUARD接收下一个信标前的时间间隔。

信标窗口周期分为4096个窗口，每个窗口30ms，在规范中称为ping槽。然后由网络服务器选择一个或多个ping槽来广播任何排队的下行链路，如图5所示。

用于发送下行链路的ping槽在每个信标周期和每个终端设备上都是随机的，这减少了网关必须同时传输多个下行链路的机会。网络服务器运行一种算法来识别它将在每个信标周期内使用的ping插槽;终端设备运行相同的算法，以便在网络服务器传输的同时开始侦听。

使用第11.2节“插槽随机化”(第60页)中的算法LoRaWAN链路层规范v1.0.4计算必须打开下行窗口的次数。该算法需要以下输入:

• 结束设备地址(DevAddr）

  在监听单播消息时，使用DevAddr这是在终端设备激活过程中设置的，如本文所述深入:LoRaWAN终端设备激活．

  在侦听组播消息时，使用组播网络地址作为DevAddr;这是在LoRaWAN核心规范之外配置的。看到同时向多个终端设备发送消息有关广播的更多详情。

• 周期性

  在收听单播消息时，周期性是一个可配置的设置，终端设备和网络服务器使用它来计算在每个信标窗口期间将用于传输的ping槽数。用于转换的算法周期性值转换为每个信标窗口将使用的ping槽数(PingNb的第11.2节“插槽随机化”(第60页)LoRaWAN链路层规范v1.0.4．

  结束设备应该使用默认值开始周期性值，定义为7的第2.3节“默认设置”RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范．的周期性价值7表示每个信标周期使用一个ping槽，如图5中的示例所示，这意味着终端设备只需要在122.880秒信标窗口的单个30ms周期内侦听。

  终端设备可以修改周期以增加在每个信标窗口期间使用的ping插槽的数量，如中所述增加每个信标窗口使用的Ping槽数．

  在侦听多播消息时，的值周期性是在LoRaWAN规范之外由应用层定义的。TS005-2.0.0 LoRAWAN远程组播设置规范包含使用组播时管理周期性的推荐方法。

• 信标时间

  在信标窗口开始处接收到的信标有效载荷中找到信标时间值时间字段。终端设备应该已经保存了这个值，如存储时间字段，现在可以取回它。

该算法将输出将要使用的ping插槽，并计算打开每个插槽的时间。

如果终端设备同时期待单播和多播消息，如图6所示，则算法应该运行两次，首先是单播消息DevAddr和周期性，然后是第二次多播DevAddr和周期性．然后终端设备可以监听将在信标窗口期间使用的单播和多播槽。

增加每个信标窗口使用的Ping槽数¶

终端设备可以增加每个信标窗口的单播ping槽数周期性田野PingSlotParam八位元PingSlotInfoReqMAC命令。

发送MAC命令前，请关闭终端设备的B类操作，停止侦听信标和ping槽位的窗口。

发送PingSlotInfoReqMAC命令作为a类上行链路，B类使能位(ClassB)设置为0。

的规格PingSlotInfoReqMAC命令见第12.1节“PingSlotInfoReq”(第62页)LoRaWAN链路层规范v1.0.4．的周期性取值范围为0 ~ 7，用无符号3位整数表示。

发送PingSlotInfoReq，则终端设备必须侦听aPingSlotInfoAns在一个A类接收窗口中携带空有效载荷。

如果没有PingSlotInfoAns是收到的，那么终端设备一定不能更新其周期性值，应该尝试重试MAC命令。如果使用自适应数据速率(ADR)，设备可以启动我们在论文中解释的回退过程实现自适应数据速率(ADR)尝试重新获得与网络服务器的连接。

如果一个PingSlotInfoAns，则终端设备必须更新其周期性值转换为传输值。然后，终端设备可以通过再次侦听信标重新开始B类操作，当接收到信标时，在a类上行链路中发送B类位，并恢复侦听下行链路。

接收下行链路的数据速率¶

单播或组播ping槽的默认数据速率与用于接收信标的数据速率相同，如标准的2.3节“默认设置”所述RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范在设置下PING_SLOT_DATARATE．

默认数据速率取决于终端设备将运行的区域。

如果您的终端设备将运行的区域使用动态信道计划，请在第2章的“B类信标和默认下行信道”小节中找到该区域的默认信标数据速率RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范．

对于所有其他区域，信标数据速率在该区域部分的“B类信标”小节中找到。

接收下行链路的频率¶

单播或多播ping槽的默认频率取决于您的终端设备将运行的区域。

如果您的终端设备将运行的区域使用动态信道计划，则要使用的频率在第2章的区域部分的“B类信标和默认下行信道”小节中描述为“B类默认下行信道频率”RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范．

CN470区域，参考CN470-510 B类信标(60页)章节RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范描述如何计算将使用哪个频率。

对于US915和AU915区域，终端设备应使用按照第14.2节“跳频信标传输”(第73页)中定义的算法定义的信道RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范这就解释了如何使用时间前一个信标和DevAddr计算用于给定ping槽的信道。

打开接收窗口监听B类下行链路¶

终端设备现在知道何时开始侦听，以及侦听的数据速率和频率。ping槽窗口应该保持打开足够长的时间，以检测序言。如果未检测到序言，则设备应停止侦听。如果检测到前导，则该窗口应保持打开状态，直到消息被解调。中描述的方法处理消息处理B类下行链路．

处理更新下行频率和数据速率的请求¶

网络服务器可以请求终端设备改变将通过发送所述的单播下行链路接收的频率和数据速率PingSlotChannelReqMAC命令。当PingSlotChannelReq当收到MAC命令时，终端必须验证其无线电是否允许新的频率和数据速率。然后，终端设备通过发送消息来通知网络服务器是否可以使用新的频率和数据速率PingSlotChannelAnsMAC命令，尽快使用a类上行链路。

有关PingSlotChannelReq和PingSlotChannelAnsMAC命令可以在第12.3节“PingSlotChannelReq”(第64页)中找到RP002-1.0.3 LoRaWAN区域参数规范．

当终端设备发送一个PingSlotChannelAns确认它可以使用新的频率和数据速率，网络服务器将更新它用于发送B类单播下行链路的频率和数据速率，并且终端设备现在必须在新的频率和数据速率上侦听此类下行链路。新的单频取代了目前使用的任何跳频算法。

网络服务器可以通过发送a请求终端设备返回到其默认频率设置PingSlotChannelReqMAC命令，频率字段设置为0．在终端设备响应确认这是可能的之后，它应该返回到使用默认频率，包括之前使用的任何跳频算法。

响应已确认的B类下行链路¶

如果终端设备接收到确认的下行链路FType字段设置为101)，则端设备必须发送a类上行链路消位设置为1(响应)在时间范围内描述响应已确认的下行链路．

处理更新单播数据速率和频率的请求¶

网络服务器可以请求终端设备更新RX2使用的频率和数据速率，因此单播下行链路将通过发送RXParamSetupReqMAC命令。当RXParamSetupReq当收到MAC命令时，终端必须验证其无线电是否允许新的频率和数据速率。然后，终端设备通过发送消息来通知网络服务器是否可以使用新的频率和数据速率RXParamSetupAnsMAC命令，尽快使用a类上行链路。

有关RXParamSetupReq和RXParamSetupAnsMAC命令可以在5.4节“接收Windows参数(RXParamSetupReq, RXParamSetupAns)”(第33页)中找到LoRaWAN链路层规范v1.0.4．

当终端设备发送一个RXParamSetupAns确认它可以使用新的频率和数据速率，网络服务器将更新用于发送C类单播下行链路的频率和数据速率，并且终端设备现在必须在新的频率和数据速率上侦听此类下行链路。

响应已确认的C类下行链路¶

如果终端设备接收到确认的下行链路FType字段设置为101)，则端设备应发送a类上行链路消位设置为1(响应)在时间范围内描述响应已确认的下行链路．