网关唤醒终端实现 唤醒下发算法设计

RF/无线

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今天我们来讲讲关于无线通信设计中唤醒下发算法的设计与实现,如何随时唤醒终端,网关和终端约定在一些时间窗口期通。

在电池供电的无线系统中,大部分时间终端都处于休眠状态,这时产生一个问题----如果网关需要随时唤醒终端,那该怎么办呢?答案是,设计一种优秀的“唤醒下发算法”,即网关和终端约定在一些时间窗口期通信。

我们先来看一些已有的唤醒算法:

一。 Semtech公司ClassA终端唤醒算法

算法

严格意义上讲,这不能称之为“唤醒算法”。

当终端主动上报后,间隔1秒(让网关有足够的处理时间)打开侦听窗口#1;

再间隔1秒,打开侦听窗口#2。

网关可以在窗口#1和#2下发数据给终端,完成一次数据通信。

二。 Semtech公司ClassB终端唤醒算法

算法

网关每隔128秒给终端发送一个BEACON,用于时间同步。终端在2个BEACON间隔(即128秒)按约定打开N个侦听窗口,网关可以在每个侦听窗口与终端通信。

三。 Contiki的CX-MAC唤醒算法

算法

网关执行N个如下唤醒序列:发送唤醒帧-》等待回应帧-》发送唤醒帧-》 ……

终端按时醒来侦听,如果接收到“唤醒帧”,比对该帧中目标地址是否为自己:

地址不符,直接休眠;

地址符合,发送回应帧,继续侦听并接收网关的数据帧。

四。 锐米通信公司的唤醒算法

锐米通信公司的LoRa网关和LoRa终端支持唤醒下发,它更高效率,更节能:

1. 采用CAD侦听,让LoRa终端更节能;采用锁相同步唤醒技术,让LoRa通信带宽更佳利用;

2. 采用快速地址匹配技术,使“非目标地址”LoRa终端快速休眠;

3. 采用跳频技术,让唤醒和数据通信从频率是分开,减少干扰;

4. 支持全网络广播,LoRa网关可以将信息快速广播给所有LoRa终端;

5. 与TDMA算法兼容,LoRa终端既能主动上报,又能随时唤醒;

6. 嵌入健壮性算法,处理:广播信息遗漏,通信信号微弱,实时更新配置等挑战。

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