LoRaWAN终端入网

LoRaWAN与NBIoT不同之一是入网方式。首先它适用于私有网络和公有网络（如果法规允许）。其次，不同规模网络的终端数量和入网方式可能是不一样的。LoRaWAN支持ABP和OTAA方式。

ABP，Activation By Personalization

所谓Personalization就是生产环节预配置录入的方式。在设备个性化时，把三个参数直接分别烧录到设备NVMEM和云端数据库中。流程简单，容易理解。但是相对安全性较低，适合私有网络。这三个参数是：

• DevAddr: 设备地址 (32bit)
• NwkSKey: 网络会话秘钥 (128bit)
• AppSKey: 应用会话秘钥 (128bit)

一般来说，由MCU的UID串号通过算法得到64bit DevEUI，继而由云端生成DevAddr/NwkSKey/AppSKey，并且录入到对应设备中。这样可以实现每台设备与三个参数一一对应。

ABP在生产环节多了一个工位，但是注册流程简单。

OTAA，Over the Air Activation

空口激活，即空白设备通过LoRaWAN的空中通道实现设备激活入网。

空白设备入网需要三个原始参数：

• AppEUI: 在某些代码中被写成ArtEUI
• DevEUI:
• DevKey:

推导算法

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上图来自Rime博客

首先，生产环节依然要烧录AppEUI/DevEUI，其中AppEUI是要烧录的，而DevEUI来自UID。

其次，上传Join Request报文中，包括AppEUI/DevEUI和DevNonce，所谓DevNonce就是随机数，可以来自网络RSSI或者时间戳。

第三，在服务器中生成AppNonce/NetID/DevAddr，其中AppNonce是随机产生的，而NetID则与网络有关，DevAddr是从一个地址池中获取。

第四，产生主密钥AppKey，与DevAddr一起通过Join Accept报文下发给终端。

最后，设备将DevAddr，并且通过主密钥推导出NwkSKey/AppSKey两个秘钥，保存在NVMEM中。

之后的通讯，设备都是通过DevAddr/NwkSKey/AppSKey进行通讯的。

这里面没有基站网关出现，是因为在网络中，网关不涉及到LoRaWAN的MAC层，所有报文交换发生在MAC层中。在实际网络中，由于设备漫游等需求，此类密集的入网请求，需要在多个Join Server间进行处理。

其他

入网还需要避免集中入网导致的网络堵塞，以及感知信道等。

但是上图中，AppKey是加密后传输给终端的，但是AES128的Key/IV是如何产生的没有说明，难道是从AppEUI/DevEUI中产生的？位数倒是正好128bit。

隐忧

由于LoRaWAN起源于私有网络，未来发生公有和私有网络彼此覆盖的问题。加上LoRaWAN覆盖范围较大，同频干扰、同类架构彼此覆盖的情况可能会出现。好在不同频段还是可以通过频段和调制度避免这些问题。但是基于微基站的漫游交换，复杂度不低。

所以，暂时还就是停留在私有网络比较合乎现实。