LoRaWAN 规范 1.0 （章节5）
最近在做LoRa， LoRaWAN协议略微复杂，边读边翻译，现在把部分关键的翻译分享给各位做物联网的同行。
当然里面掺杂了一些我的个人笔记，希望对大家有所帮助。
如果哪里有问题，欢迎应各位留言或者邮件指正。翻译很辛苦，转载请注明出处和源链接
- 英文原文链接： 《LoRaWAN Specification 1R0》
- LoRaWAN版本历史及协议格式说明
- 翻译原文链接：
- LoRaWAN 规范 1.0 （章节2~4）
- LoRaWAN 规范 1.0 （章节5）
- LoRaWAN 规范 1.0 （章节6）
- LoRaWAN 规范 1.0 （章节7）
- LoRaWAN 规范 1.0 （章节10~13）
PS：前面MAC命令只把大概列出来，没有翻译，现在给出第五章完整翻译
5 MAC Commands
网络管理时会在网络服务器和终端MAC层之间传输一系列MAC命令。
一帧数据中可以包含任何MAC命令，MAC命令既可以放在FOpts中，也可以放在FRMPayload中，但不能同时在两个字段携带MAC命令。MAC命令放在FRMPayload时，FPort = 0。
放在FOpts的命令不加密（原因：加密Payload，对整个数据签名），也不能超过15个字节（2^4 - 1）。
放在FRMPayload的MAC命令长度不能超过FRMPayload的最大值。
注意：
不想被别人截获的命令要放到FRMPayload，并单独发送该数据帧
一条mac命令由一个命令ID（CID，一个字节），和特定的命令序列组成，命令序列可以是空。
| 命令ID | 命令 | 终端发送 | 网关发送 | 简介 |
|---|---|---|---|---|
| 0x02 | LinkCheckReq | × | 用于终端验证网络连接 | |
| 0x02 | LinkCheckAns | × | 回应验证请求， 同时包含终端接收质量相关的估算的信号功率 | |
| 0x03 | LinkADRReq | × | 请求终端改变数据率、传输功率、接收率或者信道 | |
| 0x03 | LinkADRAns | × | LinkRateReq的应答 | |
| 0x04 | DutyCycleReq | × | 设置设备的最大总发射占空比 | |
| 0x04 | DutyCycleAns | × | DutyCycleReq的应答 | |
| 0x05 | RXParamSetupReq | × | 设置接收时隙相关参数 | |
| 0x05 | RXParamSetupAns | × | RXSetupReq的应答 | |
| 0x06 | DevStatusReq | × | 请求终端状态 | |
| 0x06 | DevStatusAns | × | 返回终端装填，即电量和解调情况 | |
| 0x07 | NewChannelReq | × | 创建或修改无线电信道 | |
| 0x07 | NewChannelAns | × | NewChannelReq的应答 | |
| 0x08 | RXTimingSetupReq | × | 设置接收时隙的时间 | |
| 0x08 | RXTimingSetupAns | × | RXTimingSetupReq的应答 | |
| 0x80 ~ 0xFF | Proprietary | × | × | 保留命令 |
注：MAC 命令长度没有明确给出来，这就需要MAC执行端通过某种方式隐性 获得。因为无法忽略不明的MAC命令，而且一旦遇到不明的MAC命令，就会导致处理MAC命令队列的进程终止。因此，建议参考使用LoRaWAN规范中的MAC命令。这样的话，所有当前版本LoRaWAN规范中实现的MAC命令都可以被更高版本的规范兼容处理。
5.1 链路检查 LinkCheckReq和LinkCheckAns
终端使用LinkCheckReq命令对链路进行有效性检查，该命令不含payload。网络服务器收到网关（一个或多个）转发过来的LinkCheckReq数据后回复一条 LinkCheckAns 命令。
| 大小(字节) | 1 | 1 |
|---|---|---|
| LinkCheckAns Payload | Margin |
GwCnt |
Margin（解调幅度）是最近一条被成功收到的 LinkCheckReq 命令的链路预算（单位dB），是一个8位（bits）无符号整型，范围 [0,254]。值为 0 表示在解调（信号强度）的下限上收到了数据，值20表示网关在比解调下限高出 20 dB 的信号强度上收到了数据。255是保留值。
GwCnt是最近一次成功收到 LinkCheckReq 的网关的数量。
link margin参考：Link margin
5.2 速率自适应 LinkADRReq和LinkADRAns
服务器通过发送 LinkADRReq 命令让终端设备进行速率自适应。
| 大小(字节) | 1 | 2 | 1 |
|---|---|---|---|
| LinkADRReq Payload | DataRate_TXPower |
ChMask |
Redundancy |
| 大小(位 bits) | [7:4] | [3:0] |
|---|---|---|
| DataRate_TXPower | DataRate |
TXPower |
数据速率（DataRate）和 TX输出功率（TXPower），两者和地理区域相关，编码参考第7章。
信道掩码（ChMask）通过对相应的最低有效位填0来对上行信道进行编码，信道列表如下：
表5：信道状态表
| 第几位 | 可用信道 |
|---|---|
| 0 | Channel 1 |
| 1 | Channel 2 |
| .. | .. |
| 15 | Channel 16 |
ChMask中某位是1，表示该位对应的上行信道可用;如果是0，则表示对应的上行信道不可用。终端设备当前使用的信道要设为1（不知道是我不会断句，还是官方文档这里说的不明白）。
| 第几位 | 7 | [6:4] | [3:0] |
|---|---|---|---|
| Redundancy bits | 保留 | ChMaskCntl |
NbRep |
冗余（Redundancy）位中，NbRep表示每条上行消息被重复收到的次数，仅用于 unconfirmed 类型的上行消息。默认值为 1 ，有效范围 [1:15]。如果终端设备收到NbRep == 0，则使用默认值。服务器使用该字段控制节点上行数据冗余，以得到给定的服务质量。终端在重传时的调频照常执行，每次重发以后等待接收数据，直到接收窗口过期。
信道掩码控制（ChMaskCntl）字段控制上面ChMask的位掩码的解释。当网络上信道的实现超过16个，该字段必须是一个非0值。用它来控制ChMask使用哪16个信道，还可以用它来全局性的打开或关闭所欲使用指定调制方式的信道。该字段的具体使用和地域相关，具体见第7章。
信道频率也和地域有关，具体定义见第6章。
终端收到 LinkADRReq 后回复 LinkADRAns 命令。
| 大小（字节） | 1 |
|---|---|
| LinkADRAns Payload | Status |
| 大小（位） | [7:3] | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|
| Status bits | RFU | Power ACK |
Data rate ACK |
Channel mask ACK |
LinkADRAns Status释义如下：
表6：LinkADRAns状态位定义
| 字段 | (字段值=)0 | (字段值=)1 |
|---|---|---|
| * Channel mask ACK * | 要使用的信道未定义。忽略该命令，终端状态不改变 | 设置成功 |
| * Data rate ACK * | 终端未定义或者不支持该速率（可用信道不支持该速率）。命令被忽略，终端状态不改变 | 设置成功 |
| * Power ACK * | 终端未定义该功率等级。命令被忽略，终端状态不改变 | 设置成功 |
以上三个字段任意一个是0，命令就会执行失败，而节点也保持之前的状态不变。
5.3 终端的发射占空比（DutyCycleReq 和 DutyCycleAns）
DutyCycleReq，网络协调员使用该命令来限制终端设备的总发射占空比的最大值。总发射占空比指所有子频带的发射占空比。
| 大小（字节） | 1 |
|---|---|
| DutyCycleReq Payload | MaxDCycle |
终端允许的发射占空比的最大值：
MaxDutyCycle有效范围[0:15]。在没有区域调节设置占空比限制的情况下，使用 0 表示“占空比没有限制”。
值为 255 时要求终端设备立刻转为静默状态，等价于远程关闭终端。
终端收到DutyCycleReq后回复DutyCycleAns， DutyCycleAns不包含任何payload。
5.4 接收窗口相关参数 (RXParamSetupReq,RXParamSetupAns)
对于每一次的上发，通过下发RXParamSetupReq命令，可以修改第二个接收窗口（RX2）使用的频率和数据率。还可以使下行RX1数据率相对上行数据率偏移。
| 大小（字节） | 1 | 3 |
|---|---|---|
| RX2SetupReq Payload | DLsettings |
Frequency |
| 第几位 | 7 | 6:4 | 3:0 |
|---|---|---|---|
| DLsettings | RFU |
RX1DRoffset |
RX2DataRate |
RX1DRoffset 用来设置终端设备上行和下行第一个接收窗口（RX1）数据速率之间的偏移，默认值是0。设置偏移是因为基站所在区域的功率密度可能会有上限，还可以用来平衡上行和下行的无线链路预算。
RX2DataRate 定义第二个接收窗口使用的数据速率，用法和 LinkADRReq 一样（例如，0 表示 DR0/125kHz）。Frequency 是第二个接收窗口使用的信道频率，其频率编码规则的定义见 NewChannelReq 命令。
终端设备回复 RXParamSetupAns，其payload只有一个字节：
| 大小（字节） | 1 |
|---|---|
| RX2SetupAns Payload | Status |
Status位结构如下：
| 第几位 | 7:3 | 2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|---|
| Status bits | RFU | RX1DRoffset ACK | RX2 Data rate ACK | Channel ACK |
表 7: RX2SetupAns 的 status bits 含义
| 字段 | （值=）0 | （值=）1 |
|---|---|---|
| Channel ACK | （对于终端）频率不可用 | RX2信道设置成功 |
| RX2 Data rate ACK | （对于终端）未知的数据速率 | RX2数据速率设置成功 |
| RX1DRoffset ACK | RX1上行/下行数据速率的偏移不在可用范围 |
设置成功 |
其中的任何一个是0，命令都会执行失败并保持之前的状态。
5.5 终端状态（DevStatusReq, DevStatusAns）
服务器通过发送 DevStatusReq 获取一个终端设备的状态，该命令没有payload。终端收到 DevStatusReq 之后回复DevStatusAns。
| 大小（字节） | 1 | 1 |
|---|---|---|
| DevStatusAns payload | Battery |
Margin |
电池电量（Battery）上报的数据编码如下：
表8：电池电量编码
| 电量 | 说明 |
|---|---|
| 0 | 终端在使用外接电源 |
| 1..254 | 电池电量，1是最小值，254是最大值 |
| 255 | 终端设备无法获取电池电量 |
余量（Margin）是最近一次接收成功 DevStatusReq 命令的解调信噪比，其值（四舍五入）取整，单位dB。余量值是一个有符号整型，长度6个比特位，最小值 -32，最大值31。
| 占位（bits） | 7:6 | 5:0 |
|---|---|---|
| Status | RFU | Margin |
5.6 创建或修改信道（NewChannelReq, NewChannelAns）
NewChannelReq命令要么用来修改已有信道的参数，要么创建一个新的信道。该命令设置新信道的中心频率以及该信道的数据速率范围。
| 大小（字节） | 1 | 3 | 1 |
|---|---|---|---|
| NewChannelReq payload | ChIndex |
Freq |
DrRange |
信道索引（ChIndex）是新信道或者待修改信道的索引值。LoRaWAN规范中已经为不同的地域和频宽内置了默认信道，这些信道存在所有的设备上，而且不能通过NewChannelReq（见第6章）进行修改。如果默认的信道数量是N，那默认的信道就是 0 ~ N-1，而 ChIndex 可用范围就是 N ~ 15。终端设备至少要能处理 16 个不同的信道。在某些特定的区域终端允许存储超过16个信道。
频率（Freq）是一个 24bits 无符号整型，实际信道频率是 100 × Freq Hz（笔记：按这个说法，433.1MHz 服务器发送的数据是 4331 4331000），其中100MHz以下的值留待未来使用。通过这种方法可以以 100 Hz为步长，设置使用 100MHz~1.67GHz 之间任意的信道频率。 Freq == 0表示不使用该信道。终端设备必须对频率进行检查，保证它的射频硬件支持要使用的频率，并返回一个是否错误的信息。
数据速率范围（DrRange），该字段指明此信道的数据速率范围。该字由两个4位长的索引组成：
| 大小（bits） | 7:4 | 3:0 |
|---|---|---|
| DrRange | MaxDR |
MinDR |
根据章节5.2的定义，最小数据速率（MinDR）字段指定此信道最低数据速率，例如：0 表示指定 DR0/125 kHz。与之类似，最大数据速率指定最高数据速率，例如：DrRange = 0x77表示信道只能使用 50kbps GFSK，DrRange = 0x50表示数据速率范围是DR0 / 125 kHz 到 DR5 / 125 kHz。
启用新定义的信道，并可以马上用它进行通信。
终端回复NewChannelAns命令，其payload如下：
| 大小（字节） | 1 |
|---|---|
| NewChannelAns Payload | Status |
状态（Status）每位的含义如下：
| 大小（bits） | 7:2 | 1 | 0 |
|---|---|---|---|
| Status | RFU |
Data rate range ok |
Channel frequency ok |
| 字段 | (字段值=)0 | (字段值=)1 |
|---|---|---|
| Data rate range ok | 数据速率范围超出终端当前所允许的范围 | 终端兼容该数据速率范围 |
| Channel frequency ok | 终端无法使用该频率 | 可以使用 |
两者之中有一个是0，就表示命令执行失败，不会创建信道。
5.7 Rx和Tx之间的延迟（RXTimingSetupReq,RXTimingSetupAns）
RXTimingSetupReq用来配置上行TX结束到打开第一个接收窗口的延迟。第二个接收窗口比第一个晚1秒打开（根据当前规范这里时间差不能改动）。
| 大小（字节） | 1 |
|---|---|
| RXTimingSetupReq Payload | Settings |
延迟（Delay）字段指定延迟，由两个4位的索引组成：
| 大小（bits） | 7:4 | 3:0 |
|---|---|---|
| Settings | RFU |
Del |
延迟单位是秒（s），0对应1秒：
| Del | 延迟(秒) |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 1 |
| 2 | 2 |
| 3 | 3 |
| … | … |
| 15 | 15 |
终端设备回复RXTimingSetupAns，不携带payload(负载数据)。
PS
看到有些伙伴提问问题，由于本人的CSDN一般不在线。
为了方便交流，附个邮箱，有问题或者想法的朋友可以 
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