23、物联网长距离通信与路由网关技术解析

物联网长距离通信与路由网关技术解析

1. Sigfox技术详解

Sigfox是一种低功耗广域网（LPWAN）技术，在物联网领域有着广泛的应用。

1.1 Sigfox传输时间线

Sigfox采用独特的传输方式，将有效负载的三个副本在三个不同的随机频率上以不同的时间延迟进行传输。只有在最后一次上行链路传输完成后，才会打开下行链路传输窗口。

1.2 Sigfox MAC层

• 设备标识 ：每个Sigfox网络中的设备都有一个唯一的Sigfox ID，用于消息的路由、签名和设备认证。
• “发送即忘”模式 ：Sigfox通信采用“发送即忘”（fire and forget）模式，接收方不会对消息进行确认。节点会在三个不同的时间和频率上发送消息三次，以确保消息传输的完整性。但这种模式无法保证消息实际被接收，因此发送方需要尽可能确保准确传输。
• MAC帧结构 ：帧包含用于传输同步的预定义符号前导码，帧同步字段指定传输的帧类型，FCS（帧校验序列）用于错误检测。所有数据包都没有目标地址，数据将由各个网关发送到Sigfox云服务。

根据欧洲法规（ETSI）对传输占空比的限制（1%），结合每个数据包传输三次以及最大有效负载大小为12字节的条件，可以计算出每小时的消息数量。虽然有效负载限制为12字节，但传输该消息可能需要超过一秒的时间。早期的Sigfox是单向通信，现在支持双向通信。

1.3 Sigfox协议栈