移动对象的数据速率和 ADR 最佳实践是什么

物联网 劳拉 罗拉万 东西公园 thingpark-位置
2021-06-09 11:34:07

对于静态对象,LoRaWAN 具有非常简洁的“自适应数据速率 (ADR)”功能,这是协议可扩展性的关键,它允许网络服务器选择与目标数据包错误率兼容的最快上行数据速率(以节省能源并最大限度地减少冲突),而且还控制功率和重复(信道分集)。LoRaWAN 网络服务器的许多附加值都在这里。

但是,它仅适用于静态对象,因为此优化取决于稳定的无线电信道。对于移动物体(或停车时无线电信道不稳定的物体,如停车传感器),选择上行链路数据速率、功率和重复的最佳做法是什么?当运动停止时,初始数据速率、功率和重复设置应该是多少?

1个回答

LoRaWAN 的 ADR 收敛时间相对较长,因为网络服务器需要从多个上行消息中收集数据(SNR、误包率等),然后才能计算出理想的数据速率和数据包重复参数。例如:如果设备每2分钟发送一次UL消息,NS需要10个UL消息来计算误包率和平均SNR值,则收敛时间为20分钟。如果 NS 根据最后 10 条消息的滑动窗口计算参数,这可能会短一些,例如:~10 分钟。

如果链路预算随着收敛时间的变化而变化,ADR 不会带来任何好处,因此不得使用。应对这一挑战的正确解决方案取决于实际用例。

停车传感器
管理停车传感器不断变化的链路预算的可能解决方案如下:

  • 当传感器检测到汽车开始停在它上面时,它会暂停 ADR 并立即使用低数据速率发送几个 (2..5) 重复的 UL 消息(具有相同的 FCount 编号),以便后端至少收到其中之一。这样,即使在无线电条件不佳的情况下,后端也能够检测到停车场已被占用。
  • 当传感器检测到汽车离开停车场时,它会使用与暂停时相同的参数恢复 ADR。

移动传感器(例如:跟踪传感器)
在移动设备(例如:资产跟踪器)的情况下,没有明显的方法来预测实际链路预算。在这样的环境中,跟踪器必须使用静态传输参数(例如:始终相同的数据速率和相同的重传次数),并且数据速率应该很慢,以致于可以对来自跟踪器可能出现的所有区域的 UL 消息进行解码。

对网络容量的影响
需要注意的是,强迫数百个频繁通话的跟踪器设备在某个区域(例如:工厂区域)始终使用相同的低数据速率将在网络中产生高度拥塞并增加包错误率显着。

  • 这一挑战的解决方案是使用随机选择的低数据速率。例如:跟踪器不使用固定的 SF11 数据速率,而是从 [SF10, SF11, SF12] 数据速率中随机选择一个。这降低了数据包错误率,因为不同数据速率之间不会有任何冲突,因为它们使用正交调制。
  • 可以通过应用双重传输进一步改进上述解决方案,使得第一次传输以随机选择的高数据速率 [SF7, SF8] 发送,而第二次传输以随机选择的低数据速率 [SF11, SF12] 发送。当跟踪器位于覆盖良好的区域时,这会有所帮助,以便第一次传输成功,但由于空中时间较长导致拥塞而导致第二次 UL 消息丢失。

移动物体何时切换回 ADR?
如果移动传感器具有内置加速度计并且可以检测到运动已停止,则它可能会决定再次使用 ADR。定义“运动停止”事件可以基于设备在没有运动的情况下应该等待的时间间隔来完成。当 ADR 再次启动时,初始数据速率应该与设备在启动时启动 ADR 的数据速率相同(例如:SF12)。