6、LoRaWAN技术：架构、特性与应用解析

LoRaWAN技术：架构、特性与应用解析

1 LoRaWAN架构与应用栈扩展

LoRaWAN架构已扩展至包含应用栈。LoRa联盟没有开发新的应用栈，而是选择采用流行的栈，如Zigbee集群库、设备语言消息规范（DLMS）、无线M - 总线和ModBus，并通过减少非必要选项和使用高效编码（即压缩）来调整它们，以在ISM频段使用的限制内匹配消息流和有效负载。DLMS的适配也为IETF的SCHC协议提供了支持，为支持基于互联网协议（IP）的应用铺平了道路。

LoRa联盟注重在满足市场需求的同时，尽可能降低复杂性。低功耗广域网（LPWAN）应用和ISM频段使用带来的限制独特且具有挑战性，因此基于坚实设计理念的底层设计对LPWAN系统架构的成功至关重要。开源实现和低成本硬件支持的开放标准也是实现这一目标的重要工具。

2 LoRaWAN链路层

2.1 网络拓扑与通信模式

LoRaWAN网络采用星型 - 星型拓扑结构，网关在设备和中央网络服务器（NS）之间中继数据包。NS将网络网关接收到的数据包路由到关联的应用服务器，反之亦然。通信通常是双向的，但设备到网络和应用服务器的上行通信预计是主要流量。此外，上行链路可以被多个网关接收，设备和网关之间没有固定关联。

2.2 数据传输与速率选择

设备与网关之间的通信使用单跳LoRa或频移键控（FSK）无线电传输，LoRa传输分布在不同的频率信道和数据速率上。数据速率范围从0.3到50 kbps，选择数据速率需要在通信范围和数据包传输持续时间之间进行权衡。较低的数据速率具有更长的范围，但会消耗更多的空中时间。不同数据速率的通信不会相互干扰。

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