ZETA 一种基于 UNB 的低功耗广域网 (LPWAN)技术

ZETA 技术是一种基于 UNB 低功耗广域网 (LPWAN)技术具有协议标准覆盖面广，服务成本低，能耗低等特点， 数据交换频率低，连接成本低，适用于物联网环境下的复杂环境 可应用于泛物联网场景。

从白皮书报告ZETA协议、ZETA物理层技术分析两个方面 ZETA 通过与同类技术LPWAN比较技术参数，澄清ZETA技术广泛应用于物联网场景。支持ZETA诺基亚、中移物联网、中国铁塔等300多家技术标准企业NTT DOCOMO、 软银、NEC、凸版印刷、意法半导体、索喜科技等。

低功耗广覆盖，重新定义OSI 参考模型中的物理层、数据链路层和网络层

ZETA 为了面对各种物联网场景，降低着陆成本和难度，网络架构是典型的星形拓扑，ZETA 除了支持典型的星形拓扑外，网络还创新性地实现了树形 MESH 架构，包含 AP、智能路由、终端、管理平台 AP、终端和管理平台是必选节点，智能路由是可选节点。为应对复杂的应用场景需求，设计了三套协议：ZETA-P：低延迟，主要面向业务流量小的局域网场景。ZETA-S：时频复用主要面向业务流量大的城市网络场景。ZETA-G：协议简化，成本极低，主要面向成本敏感的大连接场景。

ZETA本协议具有超窄带、双向通信、低功耗、广覆盖等特点：

超窄带通信

ZETA 协 议 使 用 超 窄 带 进 行 通 信 ， 单 信 道 占 用 带 宽 仅 3.8K ， 支 持 100/300/600bps 典型的通信速率，最大的速率可以支持到 50kbps。整个系统的带宽不到 30K，各国免授权频谱应用方便。

双向通信

ZETA 该协议具有上下双向通信的特点。可用于收集和报告传感器数据，以及下行配置、查询和控制。

低功耗

以物联网应用为主，数据量小，可靠性要求低，实时性要求低，ZETA 协议等 LDC，ack 各种低功耗设计下行，分时段下行，深度休眠，分时间行。

广覆盖

ZETA 协议支持点对点通信超过视距 10 公里以上。其多级智能路由进一步扩大了覆盖范围。

在协议安全方面，ZETA该协议通过网络识别、通信加密算法、识别和数据加密来确保网络协议和数据的安全。

入网鉴权

设备接入时，为避免非 ZETA 终端接入网络时，设备应根据随机数进行接入鉴定 nonce 以及密钥 KI 计算生成 Auth 值，把nonce 和 Auth一起 发送给 NS 平台，平台是相同的 KI 消息中的 nonce，生成相同的算法 Auth，比较 Auth 进行鉴权。

通信加密算法

与互联网不同，物联网数据较少，对冗余和费用更敏感，需要更轻量级的加密算法来加密敏感数据。ZETA 协议选择轻量级加密算法 Keeloq 加密报文数据域，即用 8byte 密钥加密 n*4byte 从而得到明文 n*4byte 密文或者用 8byte 密钥解密 n*4byte 密文，还原出原 n*4byte 明文。

识别和数据加密

网关利用 bsid 和随机数 count，以及事先存储在网关内的密钥 KI，通过 sha256 算法生成鉴权摘要。摘要和 count，以 KI 为密钥， 利用 aes128 该算法被加密并传输给平台。平台接收后，用相同的算法解密，验证权利摘要。验证通过后，回复成功登录到网关。网关会使用 RS1024 生成密钥对，将公钥发送到云平台，云平台随机生成 128bits 用公钥加密数据通信密钥并发送到网关。使用私钥解密后，网关获得数据通信密钥。该密钥用于后续与云平台的通信 aes128 加密通信。

ZETA 协议重新定义OSI 实现了参考模型中的物理层、数据链路层和网络层 ZETA 网络中各节点的通信编码、入网控制、设备鉴定QoS 保证、安全加密等功能。

物理层advanced M-FSK 调制方法具有窄带通信的优势和可扩展性

advanced M-FSK 调制方式，既具有 Sigfox 窄带通信优势， LoRa 也可以利用扩展性 5G 技术在较小的带宽中传输相对较高的速率。

窄带在频域发送的能量非常集中，具有良好的抗干扰特性，包括基于频谱扩展的信号干扰。Sigfox 传输速率为极窄带通信 100Hz。当 M-FSK 符号速率小到 100Hz 此时，每个符号和信号在频域中占据极小的带宽 Sigfox 类似地，能量非常集中。M-FSK 具备 Sigfox 窄带通信传输能力。

Advanced M-FSK 的参数与 Lora 具有一一对应关系。LoRa 采用特殊的扩频方法， Advanced M-FSK 采用类似与 5G 中 OFDM 频点调制技术，可充分借鉴 5G 相关先进的接收机技术，保证了较高的灵敏度。

5G 是 QAM 调制，即在幅度和相位上同时调制信息，Advanced M-FSK 与 5G 类 通过增加相位调制，可以提高频谱效率。Advanced M-FSK 相比 LoRa 具有相位调制功能，Advanced M-FSK 为有相位调制才能保证能量效率。而 LoRa 相位不能调制。

NB-IoT 上行传输方式有很多种，一种是 SC-FSMA，功耗相对较大；另一个类似 Sigfox，采用类似的单频点发送，即窄带通信，但符号速度更快 3.5kHz，远程覆盖通过重复发送实现。重复发送的增益仅在完全相干时才能获得最大增益，而在单载波通信中，往往很难做到完全相干合并。所以 NB-IoT 极端覆盖时性能略差，必然导致功耗高。

通过与同类LPWAN技术比较，ZETA在物联网场景中，它可以实现更高的速度、更广泛的覆盖和更好的扩展，并可以大大降低应用程序着陆成本。

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