LoRaWANの概要
典型的なLoRaWANワイヤレスネットワークは、 エンドデバイスと中央サーバー（ネットワークサーバー、NS）の間でメッセージを転送するゲートウェイの集まりであり、スターオブスタートポロジーによって特徴付けられます。
ゲートウェイは、 コンセントレータおよび基地局とも呼ばれます。 端末デバイスは、多くの場合、 モートと呼ばれます。
ゲートウェイと中央サーバー間の通信は標準IP接続を介して行われ、ゲートウェイとエンドデバイス間の通信はLoRaまたはFSK ブロードバンド変調を使用したワイヤレス接続を介して行われます。 変調LoRaはSemtechによって開発され、免許不要の周波数範囲（ヨーロッパ-433および868 MHz）で数キロメートルの距離にわたる低速ワイヤレスデータ伝送用に設計されています。
ゲートウェイと端末デバイス間の通信は双方向ですが、データの大部分は端末デバイスからゲートウェイに送信されると想定されています。 LoRaテクノロジーは、0.3〜50 kbpsのワイヤレス転送速度を提供します。 チャネルの分離には、一連の周波数チャネルとデータレートの両方が使用されます。
システムの動作を最適化するために、 適応データレート変更（ADR）が使用されます。 ネットワークサーバーは、端末デバイスから受信した信号の品質を評価し、このデバイスの伝送速度と送信機電力の両方を制御できます。
端末デバイスは、次の条件を満たせば、利用可能なチャネルと伝送速度でデータを送信できます。
- メッセージが送信されるたびに、使用可能なチャネルのリストから端末デバイスによって周波数チャネルがランダムに選択されます。
- 送信する前に、端末はチャネルがクリアであることを確認する必要があります（Listen Before Talk、LBT）。 測定された瞬間RSSI値がRSSI_FREE_THより小さい場合、フィードは無料と見なされます。 チャネルがビジーの場合、デバイスは別のチャネルに切り替わり、LBT手順を繰り返します。
- 端末デバイスは、デバイスが周波数チャネルを占有できる時間の割合に関する現地の規制の制限を考慮する必要があります。
LoRaWANネットワークの主な利点
LoRaWANワイヤレスネットワークの主な利点は、LoRaブロードバンド変調と免許不要の周波数範囲の使用によるものです。 LoRaWANネットワーク：
- 既存のネットワーク/無線データ伝送技術と互換性があります;
- ノイズ耐性が高い;
- 数万および数十万のデバイスに対応可能。
- 端末デバイスの広いカバレッジエリアと低消費電力を提供します。
LoRaWANワイヤレスアプリケーション
可能なアプリケーションについてのいくつかの言葉：
- ガス、水道、電気メーターの読み取り。
- スマートグリッド（新世代の電気ネットワークの監視。
- 特定の地域の車両と商品の監視（場所、車両と商品の状態に関する情報）;
- 生産現場のコンテナ/タンクの状態の管理（石油化学製品、生産廃棄物用コンテナ、有害物質を含むコンテナ）;
- 生産設備の監視（ダウンタイムの削減、パラメータの監視、人員の安全の確保）;
- スマートパーキング（駐車スペースの利用可能性を監視する）;
- ゴミ箱の監視（ゴミ処理プロセスの最適化）;
- スマート街路照明など（リモートコントロール、状態監視）。
- 気象監視;
- ハッチの状態を監視する（不正侵入を防止する）;
- 大気中の有害物質の存在の制御;
- 環境の状態に関するデータの収集（汚染、騒音、雨、風など）;
- 火災、セキュリティアラーム;
- ビルディングオートメーション（温度、湿度制御、ゲート制御、ブラインド）。
LoRaWANターミナルクラス
LoRaWAN仕様に戻って、どのような種類のデバイスかを見てみましょう。 2016年の終わりに、仕様はLoRaWAN端末の3つのクラスを定義します：受信モードが異なるA、B、およびC。 これらのクラスのデバイスは双方向です。 クラスAは基本的なものであり、すべてのデバイスでサポートする必要があります。
クラスA（すべてに必須）
各送信後のクラスAデバイスは、受信用に2つの短い時間ウィンドウを開きます（RX1およびRX2として指定）。
伝送の終了から最初と2番目の時間枠の開始までの間隔は構成できますが、特定のネットワーク内のすべてのデバイスで同じでなければなりません（RECEIVE_DELAY1、RECEIVE_DELAY2）。 ヨーロッパの868 MHz帯域の場合、推奨されるRECEIVE_DELAY1は1秒です。 RECEIVE_DELAY2の値は（RECEIVE_DELAY1 + 1）秒でなければなりません。
RX1およびRX2間隔に使用される周波数チャネルとビットレートは異なる場合があります。 推奨値は、 LoRa Alliance Webサイトで入手できる別のドキュメント「LoRaWAN Regional Parameters」に記載されています。
クラスAデバイスは最も低消費ですが、サーバーから端末デバイスにメッセージを転送するには、このデバイスからの次の送信メッセージを待つ必要があります。
クラスB（ビーコン）
クラスAデバイス用に定義された受信ウィンドウに加えて、クラスBデバイスは追加のスケジュールされた受信ウィンドウを開きます。 追加の受信ウィンドウのオープン時間を同期するために、ゲートウェイはビーコンを送信します。 同じネットワークの一部であるすべてのゲートウェイは、同時にビーコンを送信する必要があります。 ビーコンには、ネットワーク識別子とタイムスタンプ（UTC）が含まれています。
クラスBを使用することにより、端末への問い合わせ時に、応答遅延がビーコンの周期によって決定される特定の量を超えないようにします。
クラスC（連続）
クラスCデバイスは、メッセージを送信するときを除いて、ほとんど常に受信モードです。 RX1タイムウィンドウを除き、端末はRX2受信パラメーターを使用します。
クラスCは、エネルギーを節約する必要がない場合（電気エネルギーメーター）、または任意の時点で端末デバイスに問い合わせる必要がある場合に適用できます。
そのため、LoRaWANとデバイスクラスの基本について少し理解しました。次の記事では、エンドデバイスをアクティブにする方法について説明します。
LPWANのリンク：