# 第15章 信标（Class B选项)
# 15.1 信标物理层
除了在终端设备和网络服务器之间中继消息外，网关还可以通过以固定时间间隔发送信标来参与提供时间同步机制。所有信标都以无线包隐式模式传输，没有 LoRa 物理标头，也没有无线附加 CRC。
| PHY | Preamble | BCNPayload |
信标的 Preamble 开始于(长于默认)10个未调制符号。这允许终端实现低功耗占空比信标搜索。信标前导码应以 10 个未调制符号开始（比默认值长）。这使得终端设备能够实现低功耗的已占空比信标搜索。
信标帧长度与无线电物理层的操作紧密耦合。因此，实际的帧长度和内容可能会从一个区域实现更改到另一个区域实现。每个区域的信标内容、调制参数和使用频率在 [PHY-DOC] 中指定。
# 15.2 信标帧内容
信标的载荷 BCNPayload 由一个网络公共部分和一个网关的特定部分组成。
| Size(bytes) | 2/3 | 4 | 2 | 7 | 0/1 | 2 |
| BCNPayload | RFU | Time | CRC | GwSpecific | RFU | CRC |
2178 公共部分包含一个等于 0 的 RFU 字段，一个从1980年1月6日星期日00:00:00（GPS纪元的起始时间）开始以秒为单位的时间戳取模 2^32。信标网络公共部分的完整性由16位CRC保护。 16 位 CRC 按照 IEEE 802.15.4-2003 第 7.2.1.8 节的定义的使用 RFU+Time 字段进行计算。这个CRC使用以下多项式
例如：这是一个有效的 EU868 信标帧:
00 00 | 00 00 02 CC | A2 7E | 00 | 01 20 00 | 00 81 03 | DE 55
字节是从左向右进行传送。第一个 CRC 对 [00 00 00 00 02 CC] 进行计算。相对应字段的值是：
| Field | RFU | Time | CRC | InfoDesc | lat | long | CRC |
| Value Hex | 0000 | CC020000 | 7EA2 | 0 | 002001 | 038100 | 55DE |
网络的特定部分提供网关发送一个信标的额外信息，对于每个网关可能不同。当RFU字段适用时（区域特定）应该等于0。可选部分由 GwSpecific+RFU 字段计算出的 CRC-16 校验码进行保护。CRC-16 的定义与强制部分相同。
例如：这是一个有效的 美国900 信标
| Field | RFU | Time | CRC | InfoDesc | lat | long | RFU | CRC |
| Value Hex | 000000 | CC020000 | 7EA2 | 00 | 002001 | 038100 | 00 | D450 |
在空中，字节以以下顺序进行发送：
00 00 00 | 00 00 02 CC | A2 7E | 00 | 01 20 00 | 00 81 03 |00 | 50 D4
对网络公共部分的监听和同步足以在 Class B 模式下操作静止终端设备。移动终端设备还可以解调信标的网关特定部分，以便能够在信标从一个单元移动到另一个单元时向网络服务器发出信号。
注意： 如前所述，所有参与信标过程的网关都同时发送信标，因此对于网络公共部分，即使终端设备同时接收来自多个网关的信标，也不会出现侦听端设备可见的空中冲突。并非所有网关都需要参与信标过程。网关对给定信标的参与可以是随机的。对于网关特定的部分，虽然会发生碰撞，但是在多个网关附近的终端设备仍然有很高的概率能够解码出最强的信标。
# 15.3 信标 GwSpecific 字段格式
GwSpecific字段的内容如下所述:
| Size(bytes) | 1 | 6 |
| GwSpecific | InfoDesc | Info |
InfoDesc描述符描述了如何解释Info字段信息。
| InfoDesc | Meaning |
| 0 | 网关第一天线的GPS坐标 |
| 1 | 网关第二天线的GPS坐标 |
| 2 | 网关第三天线的GPS坐标 |
| 3:127 | RFU |
| 128:255 | 为自定义网络特定广播预留 |
对于一个单一的全向天线网关，当广播GPS坐标时 InfoDesc 的值为0。例如，对于一个具有3扇区电线的站点，第一天线广播信标时 InfoDesc 的值为0，第二天线广播信标时 InfoDesc 的值为1，等等...
# 15.3.1 网关GPS坐标:InfoDesc = 0，1或者2
对于 InfoDesc = 0，1 或 2，Info 字段所包含的内容编码了天线广播信标的 GPS 坐标
| Size(bytes) | 3 | 3 |
| Info | Lat | Lng |
纬度和经度字段（分别对应于Lat和Lng）编码了网关的地理位置，如下:
- 南北纬度使用二进制补码24位字来进行编码，-2^23 对应于南90°(南极点)，2^23 -1 对应于北90°（北极点）。赤道对应于0。
- 东西经度使用二进制补码24位字来进行编码，-2^23 对应于西180°，2^23 -1 对应于东180°。格林尼治子午线对应于0。
# 15.4 信标精确定时
信标从1980年1月5日（星期日）00时00分至1月6日（星期一）00时00分（GPS纪元开始）每128秒发送一次，加上 TBeaconDelay（信标延迟）。因此信标在 GPS 纪元之后的
BT = k × 128 + TBeaconDelay
秒后被发送，
其中 k 是满足此条件的最小整数：
k × 128 ＞ T
其中：
T = seconds since 00:00:00, Sunday 5th 2243 of January 1980 (start of the GPS time).
注意: T 是 GPS 时间而不像是 Unix 时间，T 是严格单调递增的并且不受闰秒的影响。
其中 TBeaconDelay 为1.5 mSec +/- 1uSec 的延迟。
TBeaconDelay 是指允许无线系统从接收模式切换到传输模式所需的网关的轻微传输延迟。
所有的终端设备 ping slots 都使用信标传输开始时间作为定时参考，因此网络服务器在调度 Class B 下行通讯时要将 TBeaconDelay 纳入考量。
# 15.5 网络下行路由更新要求
当网络试图使用 Class B 下行时隙去与终端进行通信时，当网络接收到最后一个上行数据帧之后，它会从最接近终端的一个网关进行下行数据发送。因此网络服务器需要追踪每个 Class B 终端的粗略位置。
只要一个 Class B 终端移动并且改变所处单元，它需要告知服务器以更新下行路由。可以通过发送“confirmed”类型或者“unconfirmed”类型的上行数据帧来完成更新，可能没有应用载荷。
终端可以在2个基础策略之间做出选择:
- 系统周期上行：最简单的方式，不需要解调信标的“网关特定”字段。仅适用于缓慢移动或静止的终端设备。对那些周期性上行通讯没有要求。
- 单元更改时的上行：终端设备解调信标的“网关特定”字段，检测到广播解调信标的网关的 ID 已更改，并发送上行通讯。在这种情况下，设备应（SHALL）遵循信标解调和上行传输之间[0:120]秒范围内的伪随机延迟。这是为了确保多个 Class B 设备在同一信标周期内进入或离开一个单元的上行通讯不会在信标广播后立即系统系统性地同时发生。
未能报告单元更改将导致Class B 下行通讯暂时无法进行。网络服务器可能不得不等待下一个终端设备上行通讯来传输下行流量。