LoRaWAN定義了通信協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)，而LoRa定義了物理層 [8]。LoRaWAN使用遠程星型架構(gòu)(如圖5所示)，其中網(wǎng)關用于在終端設備和中央核心網(wǎng)絡之間中繼消息。在LoRaWAN 網(wǎng)絡中，節(jié)點不與特定網(wǎng)關關聯(lián)。相反，節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)通常由多個網(wǎng)關接收。每個網(wǎng)關轉(zhuǎn)發(fā)該接收的數(shù)據(jù)包通過一些回程(蜂窩，以太網(wǎng)，衛(wèi)星或Wi-Fi)從終端節(jié)點到基于云的網(wǎng)絡服務器。終端設備(即傳感器和應用程序)通過單跳LoRa通信與一個或多個網(wǎng)關通信，而所有網(wǎng)關通過標準IP連接連接到核心網(wǎng)絡服務器。網(wǎng)絡服務器具有過濾來自不同網(wǎng)關的重復數(shù)據(jù)包，檢查安全性，向網(wǎng)關發(fā)送ACK以及將數(shù)據(jù)包發(fā)送到特定應用程序服務器所需的智能。因為網(wǎng)絡可以選擇最優(yōu)質(zhì)的信息在不同網(wǎng)關傳輸?shù)男畔⒅?，移除了切換或切換的需要。如果節(jié)點是移動的或移動的，則從網(wǎng)關到網(wǎng)關不需要切換，這是啟用資產(chǎn)跟蹤應用程序的關鍵特性，這是垂直物聯(lián)網(wǎng)的主要目標應用。通過使用網(wǎng)狀網(wǎng)絡，系統(tǒng)可以以設備電池壽命為代價來增加網(wǎng)絡的通信范圍和小區(qū)大小。
NB-IoT核心網(wǎng)基于演進分組系統(tǒng)(EPS)，定義了兩種蜂窩物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化(CIoT)，用戶平面CIoT EPS優(yōu)化和控制平面 CIoT EPS優(yōu)化，如圖6所示。。對于上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)，兩個平面都為控制和用戶數(shù)據(jù)包選擇最佳路徑。所選平面的優(yōu)化路徑對于移動裝置產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包是靈活的。NB-IoT用戶的小區(qū)接入過程類似于LTE的小區(qū)接入過程。在控制平面CIoT EPS優(yōu)化上，演進的UMTS陸地無線電接入網(wǎng)絡(E-UTRAN)處理無線電通信在UE和MME之間，由稱為eNodeB或eNB的演進基站組成。然后，數(shù)據(jù)通過服務網(wǎng)關(SGW)發(fā)送到分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡網(wǎng)關(PGW )。對于非IP數(shù)據(jù)，它將被轉(zhuǎn)移到新定義的節(jié)點，服務能力暴露函數(shù)(SCEF)，它可以通過控制平面提供機器類型數(shù)據(jù)，并為服務提供抽象接口。利用用戶平面CIoT EPS優(yōu)化，IP和非IP數(shù)據(jù)都可以通過SGW和PGW通過無線承載傳輸?shù)綉梅掌??？傊瑢τ贜B-IoT，現(xiàn)有的E-UTRAN 網(wǎng)絡架構(gòu)骨干可以重復使用。LoRaWAN網(wǎng)絡架構(gòu)更簡單，但網(wǎng)絡服務器更復雜。
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