场景—断续组网¶

简介¶

LoRa Edge™资产管理平台LR1110，使用LoRaWAN®连接作为先决条件。这种连通性用于资产管理用例的多个特性，包括以下内容:

• 传感器信息的上游报告(从终端设备对其应用程序服务器）.

• 报告在GNSS扫描期间获得的卫星信号伪范围。

• 维护年鉴、辅助位置和时间以获得最佳辅助GNSS性能。

会出现连接不可靠的情况，可能是循环的或间歇性的。例如:

• 改变传播条件，阻止终端设备传输到网络。

• 为静态设备提供连接的网关可能会在一段较长的时间内退出(例如，由于停电)。

• 穿越一个国家或一个大陆的资产跟踪设备可能会在一段时间内缺乏连接。

• 一种连接到LEO星座或任何类型的非地球同步卫星的终端设备，卫星(即“太空飞行器”或“sv”)来来去去。如果星座不够密集，网络可能在几小时内都无法使用。

• 连接到地面LoRaWAN网关并使用卫星回程的终端设备，只在一天中的某些时间出现。虽然网关收集终端设备数据包，但它不能将它们传输到LoRaWAN网络服务器。因此，与应用服务器、LoRa Cloud™调制解调器和地理定位服务以及LoRa Cloud™调制解调器和地理定位服务的连接被中断。

在所有这些情况下，LoRa Edge资产管理平台将经历后果。这些后果应加以分析和预测。应用程序将采取适当的措施来改进端到端系统行为。

兼容性¶

LoRa Basics™调制解调器(s)

罗拉边缘™LR1110收发器

先决条件/依赖¶

• 终端设备加入LoRaWAN网络

• 它最近下载了完整的GNSS年历

• 时间最近更新过

• 辅助位置正确

间歇性覆盖的后果¶

虽然它针对低吞吐量连接进行了优化，但内置在LoRa Edge资产管理平台中的辅助GNSS依赖LoRaWAN网络提供具有时间、辅助位置和感兴趣的GNSS星座轨道信息的LR1110芯片。间歇性的网络连接将为A-GNSS系统带来两个问题:

• 无法更新不同时间段的辅助位置、设备时间和年历

• 无法近乎实时地报告扫描的伪范围，使得定位解决不可能或延迟

设备的时间

绝对时间是LoRa Edge辅助GNSS系统的重要输入。它是用来正确地解释卫星的粗略轨道信息，获得与历书下载。反过来，年历数据被用来通过更精确地预测卫星何时可见来最大限度地减少获取伪距离所需的时间(和精力)。同样，在LoRa Cloud求解器方面，捕获时间的准确性是影响位置精度和成功率的重要因素。

如果应用程序具有绝对时间(使用带外方法)，则LoRa Basics™调制解调器- e或LoRa基础™调制解调器可以通过使用凝固时间()命令。LoRa Edge资产管理平台提供了一个独立的应用层方法来获取/维护绝对时间，称为时钟同步，这是由LoRa联盟®认可的。尽管依赖于网络延迟，时钟同步是有效地重新调整设备时间的正确方法。

辅助GNSS方法可以容忍高达+/- 120秒的错误。在误差长达一小时的情况下，只有信号较强的卫星才能被探测到。超过一小时，LR1110芯片很可能不会返回任何伪距离，因为它将无法检测到GNSS星座广播的任何信号。因此，最佳实践是至少每7天更新一次设备时间，这是累积到+/-120秒错误所需的时间，假设最坏情况为200ppm实时时钟(RTC)。

• 绿色:最佳协助

• 蓝色:很好的帮助

• 灰色:最差的帮助

应用程序使用凝固时间()要同步LR1110调制解调器或收发器，应跟踪设备的时间何时更新。这使您能够根据更新的时间做出是否启动辅助GNSS扫描的知情决定。

在LoRa Basics Modem-E上，取得时间()通知应用程序LoRa Basics调制解调器- e是否有计时，但不指示计时数据的年龄。但是，如果该命令返回零(0)，这意味着时钟同步服务从未同步过时间，或者时间太久了。

如果应用程序知道LR1110没有很好地时间同步，它应该默认使用自主GNSS扫描，假设结果的NAV消息可以在采集后的两分钟内发送。否则，辅助GNSS扫描应该延迟，直到LR1110芯片成功重新获取时间。

辅助扫描允许采集信号较弱的SVs，而自主扫描仅限于采集信号较强的SVs。

设备辅助岗位

辅助GNSS扫描依赖于LR1110已收到大致位置信息(在+/-150公里范围内提供最少帮助)。这种近似的位置数据有助于最大限度地减少扫描时间和能量。辅助位置可以在带外获得，也可以通过应用下行数据包更新。位置的来源可以是Cell ID之类的信息，或者最近解决的位置的结果，由LoRa Cloud Modem & Geolocation Services传递给应用服务器，然后作为辅助位置传递给终端设备。

所有涉及资产长距离移动的用例都受制于辅助位置的过时性。例如，考虑一辆卡车从捷克共和国的工厂运输一个汽车发动机，经过奥地利、瑞士、法国，最终到达西班牙。这些国家的现有LoRaWAN运营商之间的漫游协议可能使得资产(托盘)可以在除瑞士以外的所有国家享有连接(注意:这不是现实生活中的例子)。在这种情况下，援助位置可能会过时，例如，我们考虑从圣加仑到日内瓦的400公里旅程，由一辆货运卡车行驶了8个小时。

当辅助位置距离设备+/- 150km以上时，辅助位置是很好的。精度越高，完成GNSS扫描所需的时间和精力就越少。+/-50公里内获得最佳辅助，+/-100公里内获得良好辅助。最不准确的辅助在+/-150公里范围内。

如果预见到移动和/或预计到恶劣的网络状况，相对频繁地更新辅助位置是一种良好的做法。这可以通过应用程序完成，也可以通过SolverUpdate设备管理(DM)服务自动完成。根据应用程序的限制，如果辅助位置未知或预测是错误的，有以下几个选项:

• Energy-wise方法:选择自动扫描而不是辅助扫描。

• 最优的方法:尽管如此，还是发射一个辅助扫描，并希望收集足够数量的卫星，以确定合适的位置。然而，采用这种方法，LR1110芯片将花费更多的时间来搜索所有卫星，因此会消耗更多的能量。还要注意，如果辅助位置太不准确，则解决末端设备的位置可能会失败。

设备年鉴

有效的年鉴是全球导航卫星系统援助的第三个支柱。结合准确的时间和辅助位置数据，有效的年历使LR1110LoRa Cloud™调制解调器和地理定位服务使用伪距离来解析位置，非常节能。年历援助数据最多可以是15周以前的数据，如果更新的话，能源效率会提高。然而，如果年历超过15周，LR1110芯片将不能执行辅助GNSS扫描。有了足够的LoRaWAN连接LoRa基本调制解调器e和LoRa基础调制解调器LR1110芯片的实现，当连接到LoRa Cloud™调制解调器和地理定位服务时，每周只需一个下行链路即可维护他们的年鉴。在任何给定的时间，通过查看上行DM消息，LoRa Cloud™调制解调器和地理定位服务知道需要更新年鉴的哪一部分(以及哪些sv)。因此，它将触发一个下行请求，排队到应用服务器，最终由LoRaWAN基础设施提供服务，直到终端设备。

间断性覆盖可能导致年历数据过时;然而，这是一个非常缓慢的过程。虽然目前不支持年鉴年龄的本地评估，但如果预计网络覆盖是间歇性的，应用程序应该增加上行DM帧(包括DM_INFO_TYPE_GNSS_ALMANAC_STATUS)的重复出现。这将为LoRa Cloud™调制解调器和地理定位服务创造更多机会，当覆盖有效可用时，了解年历状态并在需要时进行更新。如果终端设备上的应用程序知道年历已经过时，它将恢复到自动扫描。

位置分辨率

间歇性覆盖(即使在成功进行GNSS或Wi-Fi扫描的情况下)可能会阻止终端设备向LoRa Cloud™调制解调器和地理定位服务发送NAV消息。三种不同的间歇性网络情况导致应用程序的不同可能实现:

1. 对于覆盖可能是间歇性的且没有可预测模式的情况，建议使用Semtech的LoRa Cloud™调制解调器和地理定位服务的流媒体服务向网络发送NAV消息。除了能够分割数据包(对于请求的时间和区域可用的MTU来说可能太大)之外，它还向流中添加了前向纠错数据。由于严重的数据包错误率或间歇性连接，不可靠的上行链路流量最终可以通过LoRa Cloud™调制解调器和地理定位服务恢复，这要归功于添加的错误纠正代码。

2. 如果应用程序知道网络将只在一天中的一小部分时间可用(例如，考虑连接到仅安装在少数LEO卫星上的网关)，那么应用程序的一个良好实践是预测这些时隙，并仅在预测基础设施可用时发送或流发送NAV消息。当设备时间维持在+/- 120秒内时，这种(松散)同步的上游方法是可以接受的。

3. 如果系统中的网关具有卫星回程，并且只在一天中的一小部分时间启用，那么应用程序行为可能会有所不同。在这种环境中工作的网关通常会提出一种“存储和转发”机制，允许它们在本地存储LoRaWAN流量，然后在回程可用时传递它。在这种情况下，建议在产生NAV消息时对其进行流处理，并将其与时间戳一起发送到上游，使基础设施有机会脱机解析位置。

附录:验证连通性¶

有几种不同的方法可以验证是否存在连接。将上行链路流量(消耗能量)集中在网络可用的时间可能是有用的:

• 灯塔嗅探LoRaWAN

• 确认LoRaWAN上的上行链路

• 连接超时验证

所使用的¶

应用单片机

故障排除¶

目前没有建议。

参考文献¶

• LoRa Basics™Modem-E API参考手册

• LR1110收发器用户手册