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了解LoRaWAN®架构

发布的 凯蒂科龙2019年9月9日凌晨2:28:26

LoRaWAN®网络主要使用Aloha方法在终端设备及其相关网络服务器之间进行通信。使用Aloha方法,终端设备通过网关向网络服务器发送数据,只有当它们的一个或多个传感器注意到环境中的特定变化或触发了其他事件(如计时器到期)时才会发送数据。在端设备发送上行链路后,它在上行链路发送一秒和两秒后“侦听”来自网络的消息,然后返回睡眠状态。

终端设备大部分时间都在休眠。在此期间,它们消耗的能量不到一微安。这种省电的方法确保了应用程序可以在非常小的电池上实现10到15年的寿命。相比之下,时分多址(TDMA)方法需要设备同步,这对终端设备有相关的能源成本,因为它们需要唤醒和广播以确保它们保持同步。例如,在LoRaWAN网络中,终端设备(如图1中的彩色图标所示)向网络异步广播数据包。

结束节点

图1

由终端设备广播的数据包将被网络中的一个或多个网关接收,如图2所示。

网关

图2

网关内嵌多通道和多数据速率射频设备,可以扫描和检测任何活动通道上的包,然后解调包。

网关只是到核心网络的通道,通常没有内置的智能。这有两个主要优势:

  • 网关由非常简单和廉价的硬件组成。
  • 不需要从一个单元漫游到另一个单元。终端设备广播数据包,而不假设哪个网关将接收它们。多个网关可以同时接收报文,且不影响网关的能耗。不需要移交过程或同步。

如图3所示,网关通常具有以太网回程。然而,有些部署使用2G、3G或4G回程。此外,LoRaWAN生态系统中的一些公司已经建议在偏远地区使用卫星回程,比如那些没有蜂窝网络覆盖的地区。

回程

图3

如图4所示,核心网络服务器是任何LoRaWAN网络的中心组件。它承载了管理网络和向其他服务器发送数据所需的所有智能。

网络服务器

图4

网络服务器负责:

  • 消息整合:同一数据包的多个副本可以通过多个网关到达网络服务器。网络服务器必须跟踪这些数据,分析收到的数据包的质量,并通知网络控制器。bet188软件下载
  • 路由:从服务器发送到终端设备的消息(下行),网络服务器决定哪条路由是将消息发送到给定终端设备的最佳路由。通常情况下,该决定是基于链路质量指示,该指示是根据接收信号强度指示(Received Sbet188软件下载ignal Strength indication, RSSI)和之前发送的报文的信噪比(SNR)计算的。另外,也可以根据网关的可用性(它可以自由传输,还是耗尽了Tx占空比?)
  • 网络控制:链路质量还可以帮助网络服务器为给定的终端设bet188软件下载备决定最佳的传播因子(即通信速度)。这是自适应数据速率(ADR)策略,由网络控制器管理。
  • 网络和网关监督:网关通常通过加密的Internet协议(IP)链路连接到网络服务器。类似地,网络通常有一个网关委托和监督接口,允许网络提供商管理他们的网关、处理故障情况、监视警报等。

此外,核心网络还与其他服务器进行通信,以组织漫游、链接到应用服务器等。

LoRaWAN协议旨在支持不同类型的网络。在某些情况下,网络提供者和应用程序提供者是同一个实体;在其他情况下则不然。考虑到这些差异,应用程序服务器可以与网络服务器集成,也可以托管在其他地方,如图5所示。实际上,设备登陆选项支持这种多租户网络场景,在这种场景中,不同的应用程序供应商提供异构的应用程序。

应用程序服务器

图5

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