14、物联网网络探索：LoRa与NB - IoT技术解析

物联网网络探索：LoRa与NB - IoT技术解析

1. 物联网设备连接与数据传输基础

在物联网设备连接过程中，当连接建立时，发起者成为主设备，广告者成为从设备。此后，双方设备都会发送数据帧。每次发送数据帧时，发送设备会指定传输帧的序列号（S）、期望的下一帧序列号（N）以及是否还有更多帧要发送（M）。若某一帧丢失未到达终点，发送方通过分析接收到的帧的期望序列号，就能知道需要重传该帧。在帧交换中，每个帧还会通过设备地址进一步标识，这些地址是数据有效负载中长度字段之后的部分，具体使用48位的发起者和广告者MAC地址来识别传输设备。MAC地址可以是制造商分配的公共设备地址，也可以是随机设备地址，随机设备地址又可分为在电源循环时重置的静态地址，或为防止设备被跟踪而定期更改的私有地址。

2. LoRa技术详解

2.1 LoRa概述

LoRa是一种提供低功耗广域网（LPWAN）功能的完整协议栈的通用名称，它能让设备依靠单节电池运行超过十年。LoRa协议栈是一个包含物理层、链路层和应用层的分层架构的子集，由于LoRa设备仅与其他LoRa设备交互，且本身不原生支持IP，所以不需要网络层或传输层。LoRa在链路层和应用层提供安全保障，链路层安全依靠64位的IEEE EUI - 64唯一网络密钥，提供设备认证和基于AES - 128的设备加密；应用层安全则提供基于AES - 128的设备数据加密。

2.2 LoRa物理层

• 传输频段 ：LoRa物理层依赖不同的工业、科学和医疗（ISM）频段进行传输，主要是433 MHz以及915/868 MHz的ISM频段。