LoRaWAN 1.1 網絡協議規范 - 3 物理層幀格式

LoRaWAN 1.1 網絡協議規范

LoRaWAN 1.1 版本封稿很久了也沒有完整啃過一遍，最近邊啃邊翻譯，趁着這個機會把它碼下來。

如果覺得哪里有問題，歡迎留言斧正。

翻譯不易，轉載請申明出處和鏈接。

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3 物理層幀格式

LoRa術語包含上行消息和下行消息。

3.1 上行消息

上行消息(uplink Message)是由終端發出，並由一個或多個網關轉發至網絡服務器。

上行消息使用LoRa射頻幀的顯式模式，即包含LoRa 物理層包頭(PHDR)和包頭CRC(PHDR_CRC)¹,負載的的完整性校驗由CRC來保證。

PHDR, PHDR_CRC和負載的CRC字段是通過射頻收發器(transceiver)來嵌入的。

上行PHY:

Preamble

PHDR

PHDR_CRC

PHYPayload

CRC

圖2 上行PHY幀格式

3.2 下行消息

下行消息(downLink message)是由服務器發出，通過一個網關轉發給單個終端設備²。

下行消息使用LoRa射頻幀的顯式模式，即包含LoRa物理層包頭(PHDR)和包頭CRC(PHDR_CRC)³。

下行PHY:

Preamble

PHDR

PHDR_CRC

PHYPayload

圖3 下行PHY幀格式

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¹查看LoRa射頻收發器的數據手冊來了解LoRa射頻幀的顯性/隱性模式

²本文檔不對服務器發送多播消息給大量節點進行描述

³現階段不進行負載完整性校驗，期望數據長度能盡可能短小，以此來減少對ISM頻段使用的占空比限制。

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3.3 接收窗口

終端設備在上行傳輸之后必須開啟兩個短暫的接收窗口。接收窗口的開始時間是以傳輸結束為起始點。

圖四：終端設備接收間隙時序圖

3.3.1 第一接收窗口的信道，數據速率和開始時間

第一接收窗口 RX1 使用的頻率和上行頻率有關，使用的數據速率和上行數據速率有關。RX1在上行調制完成后的RECEIVE_DELAY1¹秒(+/-20微秒)打開。上行和RX1時隙的下行數據速率之間的關系以不同區域不同特性地被定義在[LoRaWAN區域特性參數文檔]。默認的第一窗口的數據速率和最后以此上行的數據速率相同。

3.3.2 第二接收窗口的信道，數據速率和開始時間

第二接收窗口使用固定的可配置的頻率和數據速率，在上行調制完成后的RECEIVE_DELAY2¹秒(+/-20微秒)打開。頻率和數據速率可以通過MAC命令修改(參見第5章節)。默認的頻率和數據速率以不同區域不同特性地被定義在[LoRaWAN區域特性參數文檔]。

3.3.3 接收窗口地持續時間

接收窗口的時間長度必須不能少於終端設備的射頻收發器能有效檢測到下行前導碼的時間。

3.3.4 接收方在接收窗口期間的處理

如果在一個接收窗口中檢測到前導碼，直到下行幀被解調完畢之前，射頻接收器保持工作。如果某一幀被檢測到並且在隨后的第一接收窗口被解調，且這一幀的地址和MIC(完整性)校驗通過確認是這個終端設備的，那么終端設備不能再打開第二接收窗口。

3.3.5 網絡給終端設備發送消息

如果網絡想要發送一個下行消息給終端設備，那么應該准確的在兩個接收窗口的起始點發起傳輸。如果一個下行在兩個窗口均傳輸，那么在每個窗口傳輸的幀必須相同。

3.3.6 接收窗口的重要事項

終端設備在以下情況之前不能夠傳輸另外的上行消息：

• 前一次傳輸后在第一窗口或者第二窗口收到下行消息
• 前次傳輸后的第二接收窗口已經過期(第一窗口或者第二窗口均未收到下行消息)

3.3.7 其他收發協議

節點在LoRaWAN收發窗口階段可以收發其他的協議，只要終端設備能滿足當地要求以及兼容LoRaWAN協議。

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¹RECEIVE_DELAY1和RECEIVE_DELAY2描述在第6章節