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title: LoRaWAN規範閱讀筆記 - Ch. 3
description: 基於LoRaWAN規範V1.1的閱讀筆記
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# LoRaWAN規範閱讀筆記 - Ch. 3

基於[LoRaWAN規範 V1.1]的閱讀筆記。

[LoRaWAN規範 V1.1]: https://lora-alliance.org/sites/default/files/2018-04/lorawantm_specification_-v1.1.pdf

規範參考文獻：
- [[IEEE802154]]: IEEE Standard for Local and Metropolitan Area Networks—Part 15.4: Low Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs), IEEE Std 802.15.4TM-2011 (Revision of IEEE Std 802.15.4-2006), September 2011.
- [[RFC4493]]: The AES-CMAC Algorithm, June 2006.
- [[PHY]]: LoRaWAN Regional parameters v1.1, LoRa Alliance
- [[BACKEND]]: LoRaWAN backend Interfaces specification v1.0, LoRa Alliance

# 3. 物理的訊息格式
LoRa術語區分了上行鏈路(Uplink)和下行鏈路(Downlink)訊息。

## 3.1 上行鏈路訊息
- 從終端設備發送到經由一個或多個gateway中繼的網路伺服器。
- LoRa無線電數據包顯式模式
- 封包包括LoRa物理標頭(**PHDR**)加上標頭CRC(***PHDR_CRC***)。負載(payload)的完整性受CRC保護。
- **PHDR**，**PHDR_CRC**和負載**CRC**欄位由無線電收發器插入。

> - CRC : [循環冗餘校驗(Cyclic redundancy check)][CRC]
> - 有關LoRa無線電數據包隱式/顯式模式的說明，請參閱LoRa無線電收發器Datasheet。

**Uplink PHY:**
|Preamble|PHDR|PHDR_CRC|PHYPayload|CRC|
|-|-|-|-|-|

## 3.2 下行鏈路訊息
- 由網路伺服器只發送到一個終端設備，並經由單個gateway中繼。
- LoRa radio packet explicit mode
- 封包包括LoRa物理標頭(**PHDR**)加上標頭CRC(***PHDR_CRC***)。
- 沒有進行負載完整性檢查以保持訊息盡可能簡短，對所使用的ISM頻帶的任何占空比限制的影響最小。

**Downlink PHY:**
|Preamble|PHDR|PHDR_CRC|PHYPayload|
|-|-|-|-|

## 3.3 接收訊窗(Receive Windows)
在每次上行鏈路傳輸之後，終端設備 **“必須”** 打開兩個短接收訊窗。 接收訊窗開始時間使用傳輸結束作為參考來定義。

### 3.3.1 第一接收訊窗通道，數據速率和啟動
- 頻率：上行鏈路頻率的作用(function)
- 數據速率：上行鏈路數據速率的作用(function)
- 上行鏈路調變後RX1打開`RECEIVE_DELAY1`秒(±20ms)
- 上行鏈路和RX1時隙下行鏈路數據速率之間的關係是地區特定的(在 **[[PHY]]** 中詳述)
- 默認情況下，數據速率與上一個上行鏈路的數據速率相同

### 3.3.2 第二接收訊窗通道，數據速率和啟動
- 頻率：固定的可配置頻率
- 數據速率：固定的可配置數據速率
- 頻率和數據速率可以通過MAC命令修改(第5章)
- 上行鏈路調變後RX2打開`RECEIVE_DELAY2`秒(±20ms)
- 默認頻率和數據速率是特定於地區特定的(在 **[[PHY]]** 中詳述)

### 3.3.3 接收訊窗持續時間
- 接收訊窗長度 **“必須”** 至少是終端設備的無線電收發器有效檢測下行鏈路前導碼(Preamble)所需的時間。

### 3.3.4 接收訊窗期間的接收器活動
- 如果其中一個接收訊窗檢測到前導碼，則無線電接收器保持活動直到下行鏈路訊框被解調變。
- 如果在第一個接收訊窗期間檢測到用於定址和消息完整性代碼檢查(MIC, Nessage Integrity Code)的訊框，則終端設備 **“必須”** 不打開第二個接收訊窗。

### 3.3.5 網路向終端設備發送訊息
- **“必須”** 在兩個接收訊窗中的至少一個的開始處精確地發起傳輸。
- 如果在兩個訊窗之間發送下行鏈路，則 **“必須”** 在每個訊窗期間發送恆等的(identical)訊框。

### 3.3.6 接收訊窗的重要提醒
- 終端設備 **“必將不”** 發送另一個上行鏈路訊息，除非：
- 其中一個接收訊窗接收到前一個傳輸的下行鏈路訊息
- 前一個傳輸的的第二接收訊窗已經過期

### 3.3.7 接收或傳輸其他協議
- 節點 **“可以”** 監聽或發送其他協議或在LoRaWAN發送和接收訊窗之間進行任何無線電交易，只要終端設備保持與當地規定兼容並符合LoRaWAN規範。

[CRC]: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%BE%AA%E7%92%B0%E5%86%97%E9%A4%98%E6%A0%A1%E9%A9%97

[IEEE802154]: https://standards.ieee.org/standard/802_15_4-2011.html
[RFC4493]: https://tools.ietf.org/html/rfc4493
[PHY]: https://lora-alliance.org/sites/default/files/2018-04/lorawantm_regional_parameters_v1.1rb_-_final.pdf
[BACKEND]: https://lora-alliance.org/sites/default/files/2018-04/lorawantm-backend-interfaces-v1.0.pdf