無線通訊設計秘密四:喚醒下發演算法
在電池供電的無線系統中,大部分時間終端都處於休眠狀態,這時產生乙個問題----如果閘道器需要隨時喚醒終端,
那該怎麼辦呢?答案是,設計一種優秀的「喚醒下發演算法」,即閘道器和終端約定在一些時間視窗期通訊。
我們先來看一些已有的喚醒演算法:
一. semtech公司classa終端喚醒演算法
嚴格意義上講,這不能稱之為「喚醒演算法」。
當終端主動上報後,間隔
1秒(讓閘道器有足夠的處理時間)開啟偵聽視窗#1;
再間隔1
秒,開啟偵聽視窗#2。
閘道器可以在視窗#1和
#2下發資料給終端,完成一次資料通訊。
二. semtech公司classb終端喚醒演算法
閘道器每隔
128秒給終端傳送乙個
beacon
,用於時間同步。終端在2個
beacon
間隔(即
128秒)按約定開啟
n個偵聽視窗,閘道器可以在每個偵聽視窗與終端通訊。
三. contiki的cx-mac喚醒演算法
閘道器執行
n個如下喚醒序列:傳送喚醒幀
->
等待回應幀
->
傳送喚醒幀
-> ……
終端按時醒來偵聽,如果接收到「喚醒幀」,比對該幀中目標位址是否為自己:
位址不符,直接休眠;
位址符合,傳送回應幀,繼續偵聽並接收閘道器的資料幀。
四. 銳公尺通訊公司的喚醒演算法
銳公尺通訊公司(www.rimelink.com)的lora閘道器和lora終端支援喚醒下發,它更高效率,更節能:
1. 採用cad偵聽,讓lora終端更節能;採用鎖相同步喚醒技術,讓lora通訊頻寬更佳利用;
2. 採用快速位址匹配技術,使「非目標位址」lora終端快速休眠;
3. 採用跳頻技術,讓喚醒和資料通訊從頻率是分開,減少干擾;
4. 支援全網路廣播,lora閘道器可以將資訊快速廣播給所有lora終端;
5. 與tdma演算法相容,lora終端既能主動上報,又能隨時喚醒;
6. 嵌入健壯性演算法,處理:廣播資訊遺漏,通訊訊號微弱,實時更新配置等挑戰。
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