不同拓撲架構下機制運作說明

本節將介紹在本論文所提出的機制在不同的拓撲情境下，各個裝置的對應關係以及 運作方式。要探討的拓撲情境如下所示：

(1)無使用 RN 的一般傳送 (2)使用一個 RN 進行訊息轉送

(3)多個 RN 且為鏈狀拓撲(Chain topology)的訊息傳遞 (4)多個 RN 且非鏈狀拓撲(Chain topology)的訊息傳遞

3.2.1 無使用 RN 的一般傳送

在一般的情況下，ED 在 GW 的訊號接收範圍內，ED 就可以藉由 LoRa 的通訊模組 將訊息傳送給GW。圖 3.12 為一般 LoRa 通訊傳送的示意圖，實線箭頭代表使用有線網 路，當GW 收到訊息後，會傳至網路伺服器。因為應用伺服器向網路伺服器訂閱 GW 的 主題，所以訊息會再傳給應用伺服器。在應用伺服器收到來自網路伺服器傳送的訊息後，

判斷如果不是重複訊息，就會將此訊息存入資料庫。虛線箭頭代表使用LoRa 通訊網路 傳送訊息，對GW 而言，ED 向 GW 傳送訊息的動作被稱之為上行傳送，因此應用伺服 器向網路伺服器訂閱的主題，會是由上行傳送的資訊與GW 的 Mac address 所組成的。

圖3.12 一般 LoRa 通訊傳送示意圖

ED

NS

AS ^GW ED

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3.2.2 使用一個 RN 進行訊息轉送

當ED 不在 GW 的訊號接收範圍內時，ED 傳送的訊號就會不穩，訊息的傳送可能 出現遺失的情況。為解決這個問題，可以在ED 與 GW 之間設製一個我們所設計的 RN。

此RN 的位置必須安置在 GW 的訊號接收範圍，並且在可以接收 ED 的訊號接收範圍。

如此一來，ED 即可藉由 RN 將訊息轉送給 GW，如圖 3.13 所示。RN 中閘道器的可接 收訊息Mac address 清單中需要有 ED 的 LoRa 通訊模組的 Mac address，而 GW 的可接 收訊息Mac address 清單中需要有 RN 之 LoRa 通訊模組的 Mac address。

圖3.13 使用單一 RN 情境

RN ED

NS GW

AS

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3.2.3 多個 RN 且為鏈狀拓撲(Chain topology)的訊息傳遞

當ED 與 GW 之間的距離無法以一個 RN 轉送時，將需要在 ED 與 GW 之間設置多 個RN，且呈現簡單的鏈狀型式。利用多個 RN 轉送訊息，讓訊息能抵達 GW，情境的 示意圖如3.14。為了避免相鄰的兩個 RN 一直互相轉送同一筆訊息，如 RN1和RN2，我 們只要將 RN2閘道器的可接收 Mac address 清單中不列入 RN1的 LoRa 通訊模組 Mac address，即可解決。可接收 Mac address 清單的訂定原則：距離 GW 較遠的 RN 不要將 距離GW 較近的 RN 之 LoRa 通訊模組 Mac address 列在它的可接收清單中，即可避免 一直互相轉送的問題。

圖3.14 多個 RN 且為鏈狀拓撲(Chain topology)的訊息情境

ED

RN

RN

RN

NS GW

AS …

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圖3.16 多個 RN 且非鏈狀拓撲(Chain topology)的訊息傳遞情境-2

另一個情境如圖3.16 所示，當 ED2發送訊息時，RN1和RN3都收到訊息，如ED2

指向RN1與RN3的兩個虛線箭頭所示。接著，當RN3收到訊息後，會再將此訊息轉送 給RN1 與 RN2，以RN3指向RN1與RN2的兩個虛線箭頭表示。最後，GW 會收到 RN1

轉送的兩筆訊息，和 RN2轉送的一筆相同訊息，如指向 GW 的三個虛線箭頭。在這個 情況下，即使應用伺服器收到三筆相同的訊息，只要依照應用伺服器的過濾條件，即可 避免同筆資訊的重複。

RN3

RN1

RN2

ED2

GW

(1)

(2)

(3)

NS AS

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第四章