LoRaWan开发2--终端的A、B、C三种分类

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 LoRaWAN的终端End Node分类:

协议中有规定 Class A/B/C 三类终端设备,这三类设备基本覆盖了物联网所有的应用场景, 它们的能耗与唤醒时延各不相同,其中class A作为lorawan网络的基础必须要实现,class B和C则是可选

双向传输终端(Class A): Class A 的终端在每次上行后都会紧跟两个短暂的下行接收窗口,以此实现双向传输。传输时隙是由终端在有传输需要时安排,附加一定的随机延时(即ALOHA协议)。这种Class A 操作是最省电的,要求应用在终端上行传输后的很短时间内进行服务器的下行传输。服务器在其他任何时间进行的下行传输都得等终端的下一次上行。

划定接收时隙的双向传输终端(Class B): Class B 的终端会有更多的接收时隙。除了Class A 的随机接收窗口,Class B 设备还会在指定时间打开别的接收窗口。为了让终端可以在指定时间打开接收窗口,终端需要从网关接收时间同步的信标 Beacon。这使得服务器可以知道终端正在监听。

最大化接收时隙的双向传输终端(Class C): Class C 的终端基本是一直打开着接收窗口,只在发送时短暂关闭。Class C 的终端会比 Class A 和 Class B
更加耗电,但同时从服务器下发给终端的时延也是最短的。

类别 介绍 下行时机 节能 应用场景
A Class A 的终端采用 ALOHA 协议按需上报数据。在每次上行后都会紧跟两个短暂的下行接收窗口,以此实现双向传输。这种操作是最省电的。 必须等待终端上报数据后才能对其下发数据。 最佳 垃圾桶监测、烟雾报警器、气体监测等
B Class B 的终端,除了Class A 的随机接收窗口,还会在指定时间打开接收窗口。为了让终端可以在指定时间打开接收窗口,终端需要从网关接收时间同步的信标。 在终端固定接收窗口即可对其下发数据,下发的延时有所提高。 较好 阀控水气电表等
C Class C 的终端基本是一直打开着接收窗口,只在发送时短暂关闭。Class C 的终端会比 Class A 和 Class B 更加耗电。 由于终端处于持续接收状态,可在任意时间对终端下发数据。 较差 路灯控制等

 

A\B\C终端的上下行传输时序图如下:

Class A 上下行的时序图,End Node根据自己的需要上传数据包,这可以被1个或多个Gateway接收;1秒钟后,信号最强的Gateway按上行相同的频率和速率,下发数据包;

目前接收窗口RX1一般是在上行后1秒开始,接收窗口RX2是在上行后2秒开始。如果End Node在Rx1接收成功,它不再打开Rx2窗口

Class A节能效果最好,因为仅当发送和2个接收窗口外,其他时间都是休眠。当然,LoRaWAN Server仅当该End Node上行通信后,才能下行通信。

Class B的End Node每128秒接收Gateway广播的Beacon,用于校准自身的时钟。在2个Beacon之间,End Node会开启一些接收窗口(ping slot),如果在窗口期接收到Gateway的数据包,那么它将接收完整的下行数据包。

End Node根据自身电量和应用的需要,选择ping slot的数量;以达到节能和下午通信的折中。

Class C是为充足电能的actuator设计的,如:智能插座、远程电气控制开关等。通信方式和 A 基本是相同的,只是在 Class A 休眠的期间,它都打开了接收窗口RX2。除了发送数据包和Rx slot 1外,它都在Rx slot 2期间接收,这可以保证Server随时下行通信。

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