《表3 各种WRMRN解决方案的网络层总结》

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《无线远程抄表网络解决方案研究》

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表2总结了各种WRMRN解决方案的链路层特性。在信道接入方面，ZigBee和LoRa均基于载波侦听多路访问及冲突避免协议（CSMA-CA）来实现信道接入。同时，ZigBee还具有信标模式、无信标模式、ACK单播等方式。LaRa也细分了Class A、Class B、Class C等3种模式以实现灵活应用。GPRS主要采用时分多址（TDMA）和频分多址（FDMA）以与GSM兼容。NB-IoT可视为4G LTE简化版，在TDMA机制下下行使用正交频分多址接入（OFDMA），上行可根据终端情况选择使用OFDMA和单载波频分多址（SC-FDMA）[12-13]。ZigBee和LoRa的CSMA-CA协议简单易实现，容易做到低成本，但存在网络繁忙时易受干扰传输延迟长等缺点；GPRS和NB-IoT则通过较为复杂的信道接入机制来提升网络稳定性，但存在结构复杂成本高等不足。在扩频和编码方面，ZigBee使用了简单的直接序列扩频（DSSS）技术；LoRa采用了线性调频扩频技术（CSS）结合前向纠错编码技术；GPRS保留了GSM的跳频规则并使用4种编码来实现错误保护；NB-IoT将正交频分复用（OFDM）、下行咬尾卷积码（TBCC）和上行Turbo码等技术相结合，可实现较高的频带利用率和抗干扰能力[14]。在重传机制方面，4种技术均提供应答（ACK）机制选项，GPRS还提供选择重传（SR-ARQ）和后向纠错（BEC）功能，NB-IoT则将FEC和ARQ相结合提供HARQ技术以提高数据传输的可靠性和减少传输延迟[15]。从中可以看出，虽然4种技术都采用了编码和重传机制来提升通信鲁棒性，但GPRS和NB-IoT技术具有更好的传输体验。