LoRa 凭什么传的远、信噪比高、误码率低？
我们说的“劳拉”LoRa，不是古墓丽影里面的美女“劳拉”Lara。。。。
LoRaWAN是由LoRa联盟推出的一个低功耗广域网规范，这一技术可以为电池供电的无线设备提供区域、国家或全球的网络。LoRaWAN瞄准了物联网中的一些核心需求，如安全地双向通讯、移动化和本地服务。该技术无需本地复杂配置，即可以让智能设备实现无缝互操作性，给物联网领域的用户、开发者和企业自由操作权限。
LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa网关是一个透明的中继，连接前端终端设备和后端中央服务器。网关与服务器通过标准IP连接，而终端设备采用单跳与一个或多个网关通信，所有的节点均是双向通信。
终端与网关之间的通信是在不同频率和数据传输速率基础上完成的，数据速率选择需要在传输距离和消息时延之间权衡。由于采用了扩频技术，不同数据传输速率通信不会互相干扰，且会创建一组“虚拟化”的频段来增加网关容量。LoRaWAN网络数据传输速率范围为0.3 kbps至50 kbps，为了最大化终端设备电池寿命和整个网络容量，LoRaWAN网络服务器通过一种速率自适应（ADR）方案来控制数据传输速率和每一终端设备的射频输出。
LoRa应用场景1：电力信息化
电网监控信息化：新的能源、环境和管理的促进，以及新的消费类需求等都意味着电网必须实现数字化、基于标准、自动化和可互操作的基础设施。电网的现代化取决于确保在电力的生成、传输、分配和消耗过程中的端到端连通性、可靠性和安全性。
塔式太阳能热发电站：
该太阳能电站项目建设安装了过万片的反射镜面，所有镜面由电控系统控制转动，每个镜面集成两个电机实现水平和垂直的转动，确保反射的日光集中到塔上，电机采用步进电机伺服控制法，镜面上安装一小块光伏板，产生电能给电控板供电，镜面的实时角度数据通过无线通信与控制中心连接下达。
LoRa应用场景2：农业信息化
农村信息化是通讯技术和计算机技术在农村生产、生活和社会管理中实现普遍应用和推广的过程。农村信息化是社会信息化的一部分，它首先是一种社会经济形态，是农村经济发展到某一特定过程的概念描述。它不仅包括农业信息技术，还应包括微电子技术、通信技术、光电技术等在农村生产、生活、管理等方面普遍而系统应用的过程。农村信息化包括了传统农业发展到现代农业进而向信息农业演进的过程，又包含在原始社会发展到资本社会进而向信息社会发展的过程中。
LoRaWAN实现农业传感器互连，无通信资费，多节点，低功耗，低成本，传输距离远等特点。
LoRa应用场景3：工业信息化
（1）实时监控储罐内LNG存储情况（液位、压力、温度），及时发现液体分层、翻滚、升温、泄露及混凝土筒壁裂缝、沉降等危险状况；
（2）定期分析管道的压力流量变化趋势，建立全运营期的数字化、信息化档案，科学、合理地协助管道的管理和养护；
（3）及时把握管道、储液罐结构运营阶段的工作状态，识别结构损伤以及评定结构的安全、可靠性与耐久性；
（4）为运营、维护、管理提供决策依据，可以使得既有管道、储液罐的技术改造决策更加科学、改造技术方案的设计更加合理、经济；
（5）验证管道、储液罐设计建造理论与方法，完善相关设计施工技术规程，提高管道铺设、储液罐设计水平和安全可靠度，保障结构的使用安全，具有重要的社会意义、经济价值和广泛的应用前景
LoRa应用场景4：环境监测
温度、湿度、风速
水位、流量、泥沙、降水、蒸发、水温、冰凌、水质、地下水位
以上这些场景，充分发挥了LoRa的特点：
低功耗、远距离、多节点、低成本
组网的便捷性是用户最大的需求
在互联网时代，联网的设备主要是手机、平板、电脑等设备，人均设备数量较少，每人仅需对几个设备做配置即可。但是未来物联网设备连接的数量会远远大于互联网的联机设备数量，人均设备数量大大增加，每人可能需要对超过10个设备的连接进行配置，配置工作量大大增加。这时用户一定会选择最便捷配置的连接方式，当然设备若可自动组网、自行连接，无需用户配置是最好的。
从国内物联网的发展历程来看，其实是用户配置的便捷性帮助企业选择了网络连接方式。比如智能家居领域，目前智能单品最普及的通讯方式是WIFI协议(智能家居整体解决方案还是以有线协议为主)。为什么WIFI协议能够暂时领先于其他协议?究其原因主要有两个：一个是路由器普及率较高，用户无需再组网即可使用;另一个现在WIFI协议的配置相对简单。
所以说设备组网、配置的便捷性对物联网的普及影响巨大，从用户角度出发，能否实现便捷组网也是决定未来物联网通讯协议的关键。
设备能耗也是用户一大痛点
未来物联网的连接设备数量巨大，由于环境影响，很多设备是不方便通过有线连接的，也就是说没有有线电源供给，只能使用电池供电。但对于使用电池的设备，若频繁地更换电池会增加用户很多工作量。
在智能家居领域，由于WIFI配置的便捷性，智能单品使用WIFI通讯协议的产品比例最大，不过WIFI通讯的高功耗也是无可置疑的。因此，目前很多做WIFI通讯方案的企业都想办法解决功耗的问题。
目前，通信领域最为炙手可热的是4G网络的商用和5G的研发，在追求高宽带、大容量网络的同时，也有一些企业从用户需求传导中看到适用于物联网的网络标准和协议的需求，进行卓有成效的研发。在已成熟的专用于物联网的网络标准中，LoRa是一个典型的代表。笔者最近拜访了一家LoRa模块企业，从中学习了LoRa的一些特点，发现LoRa能够非常有效地解决了物联网设备组网便捷性和功耗的痛点，且能够实现远距离传输。
LoRa采用星型网络架构，与网状网络架构相比，它是具有最低延迟的最简单的网络结构。基于LoRa的扩频芯片，可以实现节点与集中器直接组网连接，构成星形;对于远距离的结点，可使用网关设备进行中继组网连接。LoRa网络供应商既可以搭建覆盖范围较广的广域网基础设施，也可以通过简单的网关设备搭建局域网，只要物联网设备中嵌入LoRa芯片或模块，即可快速实现组网和快速配置。广域网和局域网两种环境中均可实现便捷组网，在与以自组网见长的ZigBee协议比较，具有明显的优势。
低功耗无疑是LoRa网络技术的最大特点，LoRa使用扩频调制技术，可解调低于20 dB的噪声，这确保了高灵敏度和可靠的网络连接，而使用不同的扩频因子就可以改变扩频系统的传输速率，且可变的扩频因子提高了整个网络的系统容量，因为采用不同扩频因子的信号可以在一个信道中共存。与传统采用固定速率的FSK系统相比，LoRa协议的星形拓扑结构消除了同步开销和跳数，因而降低了功耗，一般来说95%的节点只占用10%的总能耗。
在实际应用中，采用LoRa协议的物联网设备无线通信距离超过15公里(郊区环境)，电池使用寿命可达10年以上，并且能够将数百万的无线传感器节点与LoRa技术网关连接起来，这一优势是传统网络通讯标准无法达到的。
目前，采用LoRa技术的物联网络已开始商用，将各类电池供电的设备连接起来。在用户需求的推动下，可以预测，类似LoRa的网络也将成为物联网领域的下一个风口，切实有效地解决物联网设备“互联”方面的痛点，进一步打破物联网发展的瓶颈。
物联网安全：
适用于物联网的覆盖全国的网络需要解决诸如关键性基础设施、机密的个人数据或社会公共服务等安全通信的问题，这方面一般采用多层加密的方式来解决：
·唯一网络密钥（EU164）并保证网络层安全
·唯一应用密钥（EU164）并保证应用层端到端的安全
·设备特别密钥（EUI128）
LoRaWAN网络各节点具有多层级安全方案，保证各类应用的不同需求：
·双向通信终端设备（A等级）：处于A等级的终端设备允许双向通信，每一终端设备上行传输会伴随着两个下行接收窗口。终端设备的传输槽是基于其自身通信需求，其微调是基于一个随机的时间基准（ALOHA协议）。A等级的终端设备应用中功耗最低，在终端发送一个上行传输信号后才能与服务器进行下行通信，与服务器任何时候的下行通信都只能是在上行通信之后。
·具有预设接收槽的双向通信终端设备（B等级）：B等级的终端设备会在预设时间中开放多余的接收窗口，为了达到这一目的，终端设备会同步从网关接收到一个Beacon，这一方式会让服务器了解终端设备正在“倾听”。
·具有最大接收槽的双向通信终端设备（C等级）：C等级的终端设备几乎持续为接收窗口开放，只在传输时关闭。
目前，全球两大主流物联网网络NB-IoT与LoRa在中国迅猛发展，有关部门统计一千多款物联网应用产品已落地中国各省。据悉，70%的企业积极寻求成熟、可靠且快速落地的物联网产品，多数企业向福州市协成智慧科技有限公司采购NB-IoT和LoRa物联网解决方案，采购包括LoRa网关、烟感、水监测、红外探测、定位、排插等数十款物联网产品，另外代开发NB-IoT和LoRa物联网产品，以便快速圈地开展物联网业务，跻身全国各地市物联网龙头。“世界物联网发展看中国”形势正逐渐形成。
责任编辑：
声明：本文由入驻搜狐号的作者撰写，除搜狐官方账号外，观点仅代表作者本人，不代表搜狐立场。
协成二维码门牌/标准地址库/录入软件/配套APP/治安大数据/智能安防/流动人口管理
全国5亿面门牌换发，约155亿市场！时不我待，立即联系&&&
今日搜狐热点电源网牵头联合芯派实验室和是德科技联手为电源网网友提供的福利...
2017慕尼黑上海电子展在即，跟电源网一起去看展。...
2017年慕尼黑上海电子展，AOS万国半导体专题报道。...
牛逼1000帖
深圳麦格米特电气股份有限公司
赛尔康技术(深圳)有限公司
最新技术探讨
是德感恩月扫码抽奖活动，每天抽取10名，百台仪器免费送；...
会议主题：采用InnoSwitch(TM)3的终极反激电源解决方案
会议时间：
主讲嘉宾：
报名人数：600人
会议主题：中国工程师巡回培训会-深圳站
会议时间：
会议地点：深圳马哥波罗好日子酒店
报名人数：392
LoRa和NB-IoT的发展前景
来源：致远电子
编辑：电源网
物联网时代飞速发展下的需求，除了不断升级的4G/5G宽带网络，低功耗广域网络（LPWAN）无疑也是大家研究的重要方向。当前，LoRa技术与NB-IoT的发展前景也成为大家争论不休的焦点。
图1 授权频段与非授权频段
（1）相比于NB-IoT ，LoRa基于Sub-GHz的频段使其更易以较低功耗远距离通信，可以使用电池供电或者其他能量收集的方式供电；
（2）较低的数据速率也延长了电池寿命和增加了网络的容量；
（3）LoRa信号的波长较长决定了它的穿透力与避障能力；
（4）LoRa专用网关可以根据现场和客户需求扩展出更多自定义功能，如广告推送，多种网络接入等。
这些技术特点更适合低成本大规模的物联网部署和企业特定专网里工作。LoRa的易于建设和部署，得到越来越多国内公司的关注和跟进。如ZLG致远电子成立了专门的项目组从事LoRa模块、网关和整体方案的开发。广泛应用在LoRa地磁，用于车位管理，车流量检测；LoRa局域专网，用于中小范围内的采集、监测、通信；点对点遥控等各类方案。下图为LoRa模块及网关在路边停车上的应用。
图2 LoRa在路边停车的应用
& 1.LoRa模块（ZM470SX-M），是基于Semtech公司 SX1278 自主研发的一款工业级射频无线产品。相比传统的窄带调制技术，ZM433/470SX-M 模块采用了扩频调制技术在抑制同频干扰的性能方面也具有明显优势，解决了传统设计方案无法同时兼顾距离、抗扰和功耗的弊端。另外，芯片集成了+20dBm 的可调功率放大器，并可获得超过-148dBm 的接收灵敏度，链路预算达到了行业领先水平，针对应用于远距离传输且对可靠性要求极高的场合。
图3 ZM470SX-M LoRa模块
2. 网络控制器（IoT-3968L），以 Freescale i.MX287处理器为核心，ARM9内核。采用双MiniPCIE接口设计，满足各种条件苛刻的工业应用，特别是在对通信有很高要求的领域，完成LoRa，2G/3G/4G，WiFi,Zigbee 搭配接入通讯，可自定义适应各类网关方案。
图4 IoT-3968L网关控制器
3.整体解决方案，传输速率、工作频段和网络拓扑结构是影响传感网络特性的三个主要参数。通过调整扩频因子（数值为6~12）、调制带宽及纠错率等变量，在通信速率及传输距离和抗干扰特性之间取得更好的平衡。在发射功率一定时，通常扩频因子被设置得越大，模块可获得的接收灵敏度就越高，通信距离将越远，但会同时导致通信速率降低。
LoRaWAN是由LoRa联盟推出的一个低功耗广域网规范。LoRaWAN瞄准了物联网中的一些核心需求--双向通讯。LoRaWAN网络架构是一个典型的星型拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa网关是一个透明的中继，连接前端终端设备和后端服务器。然而众多实际应用场景，网络拓扑结构多以网状结构或多级中继组网结构。该规范协议往往无法很好的同时解决通信速率，传输距离，实时性，低功耗，多级组网之间的冲突。
未来，ZLG致远电子将推出网状-星型结构LoRaNet协议，网络由集中器，路由，终端组成。适用于数量众多的终端通讯，而又对功耗敏感且传输数据量小的应用场合，为用户提供更加完整可靠的链路层与网络层支持。届时LoRa可广泛应用于管道、地下井监测；电力计量、故障报警监测；畜牧养殖智能跟踪、喂养控制；智能路灯的控制等行业。
当然，LoRa技术不止可组建物联网IoT感测网络，还能通利用LoRa无线网络来提供IoT设备的定位追踪服务，如协助追踪车辆、物品、宠物位置等等应用。在这众多的碎片式物联网应用中，还存在大量未涉及领域，期待大家去发现和挖掘。
声明：本网站原创内容，如需转载，请注明出处；本网站转载的内容（文章、图片、视频）等资料版权归原网站所有。如我们采用了您不宜公开的文章或图片，未能及时和您确认，避免给双方造成不必要的经济损失，请电邮联系我们，以便迅速采取适当处理措施；欢迎投稿，邮箱：。
模拟与混合信号-电源管理
模拟与混合信号-电源管理
热门职位平均薪酬职位数
18-03-01 16:52
18-03-01 10:48
18-03-01 10:40
18-03-01 10:24
18-03-01 10:13
电源网牵头联合芯派实验室和是德科技联手为电源网网友提供的福利活动—即“免费带你走进国内最权威的CNAS&ILAC认证实验室—西安功率器件测试应用中心”活动圆满举办成功。
<font color="#17年电源网工程师巡回培训会-上海站于9月16日召开，会议共计6个议题有近230的工程师到场参与，陶显芳陶老师分享了关于"EMI传导干扰滤波电路的设计“议题，将现场工程师交流推向了高潮！
虽然目前汽车和轻型卡车的汽车eCall系统都使用GSM技..
罗德与施瓦茨通过与高通这样的企业合作来支持基于3G..
MACOM Technology Solutions Inc.（“MACOM”）诚邀..
从2017年被提及最多的“物联网”，到2018年伊始就热..
在90年代，当一辆汽车出现故障时，故障部分更多的是..
2017慕尼黑上海电子展
关于电源网
我们的服务
服务时间：周一至周五9:00-18:00
免费技术研讨会
获取一手干货分享
电源网版权
增值电信业务经营许可证：津B2-
网博互动旗下网站：技术小站：
& 参加直播现场，与专家互动，学最新知识
& 学习业内最热门知识，还有好礼送
& 看视频，填问卷，拿好礼
& 海量精华技术资源 限时阅读下载
张飞电子工程师速成全集
10天掌握PCB AD画板
教你高速PCB项目整体设计
如何设计STM32单片机系统？
物联网操作系统从写到用
讲师：华清远见
讲师：林超文
讲师：郑振宇
讲师：李述铜
移入鼠标可放大二维码
NB-IoT技术PK LoRa技术 物联网技术之争日趋激烈
来源：C114通信网 作者：佚名日 11:33
[导读] 据Light Reading报道，沃达丰认为，NB-IoT标准的出现，将导致其竞争技术Sigfox和LoRa等的消亡，后者依赖于使用未授权频谱来支持服务。NB-IoT是一种3GPP标准定义的LPWA（低功耗广域网）解决方案，是旨在克服物联网主流蜂窝标准设置中功耗高和距离限制、采用授权频谱的技术之一。
　　知名市场调研机构Gartner的数据显示，2016年预计将有64亿台设备全球联网，到了2020年，这一数字将会增长到208亿台。除了Gartner之外，IMS、IDC诸多机构都给出了类似的预判：联网设备在五年内将增长数倍。
　　通讯标准缺失一直是物联网发展的重要掣肘，从芯片组到操作系统，从网关到应用，各行各业和单独国家标准各自为阵，这就导致终端与网络没法做到真正的&互联互通&。在物联网领域，每个人都深知通信标准统一的重要意义，这需要强有力的企业来推动。沃达丰、华为、法国运营商Orange都在努力。
　　据Light Reading报道，沃达丰认为，NB-IoT标准的出现，将导致其竞争技术Sigfox和LoRa等的消亡，后者依赖于使用未授权频谱来支持服务。
　　NB-IoT是一种3GPP标准定义的LPWA（低功耗广域网）解决方案，是旨在克服物联网主流蜂窝标准设置中功耗高和距离限制、采用授权频谱的技术之一。
　　但是它面临着来自市场上已有的LPWA技术的竞争。这些LPWA竞争对手中最引人注目的包括Sigfox（一家表示正在17个国家推出网络的法国公司）和LoRa（一个更加&开放的&系统，其支持者包括法国运营商Orange和布依格电信）。
　　相反，沃达丰集团则通过近日在其英国总部纽伯里携手华为开放的一个NB-IoT实验室加大了其对NB-IoT技术的支持。该运营商早已是NB-IoT论坛的主要成员之一，这一论坛成立于2015年下半年，旨在促进NB-IoT技术的发展。
　　那些正在探索使用NB-IoT技术来支持商用服务的开发人员和组织，将能够在沃达丰这一实验室测试他们的应用。
　　沃达丰创新和架构主管Matt Beal表示，沃达丰同时还计划全球其他地区开设这样的实验室，但是它们都不支持测试未授权频谱技术。
　　&NB-IoT将粉碎Sigfox和LoRa技术，因为它意味着这些技术不再有存在的必要。&Matt Beal这样告诉媒体。
　　图：沃达丰创新和架构主管Matt Beal
　　Sigfox和LoRa的支持者指出，NB-IoT尚未出现商用部署，并且未来好几年时间内技术成本仍会居高不下。但是Beal驳斥了这样的担忧，他认为，支持NB-IoT的移动运营商要比使用Sigfox和LoRa技术的运营商拥有更大的客户群规模，并且NB-IoT设备制造商将会根据市场对NB-IoT技术的兴趣增长来定价。
　　Beal对前期投资问题也表示乐观，他表示沃达丰80%-90%的基站使用了single RAN技术，因此只需要进行软件升级即可支持NB-IoT。
　　技术战
　　即使如此，确保网络能够支持NB-IoT对于那些运维老式基站的运营商来说，可能仍是一笔比较昂贵的支出。还有一些声音认为，NB-IoT标准不会如预期中那样包含在今年6月发布的3GPP Release 13中，而是会延缓至未来的Release 14中，这可能使NB-IoT的发展受挫。
　　根据业内人士透露，目前NB-IoT标准制定的路障是瑞典爱立信公司和华为公司之间的知识产权角力，3GPP希望避免出现&高通局面&，也即避免出现一家公司占据主导地位的局面。
　　&不要相信这样的话。（技术标准）肯定会在今年6月完成。&沃达丰集团研发首席工程师Luke Ibbetson表示。事实上，Ibbetson认为，NB-IoT的完整商业部署将会在2017年上半年发生。
　　Light Reading表示，这个目标看起来还是挺靠谱的。法国电信运营商Orange此前告诉媒体，它希望到2017年底能够通过3GPP标准提供LPWA技术网络能力。
　　与此同时，Orange正在法国投资一张基于LoRa技术的网络。Orange高管曾暗示，LoRa在3GPP标准出现之前只是一个权宜之计，该运营商的策略表明，它可能会做两手准备。
　　虽然Beal预期NB-IoT会令Sigfox和LoRa消亡，但也有可能Sigfox和LoRa技术的市场地位变得更加稳固，而NB-IoT则一直羽翼未丰&&尤其是其标准化过程一再拖延的话。
　　LoRa联盟一位发言人声称，NB-IoT的下行链路通信效率不及LoRa。这可能使NB-IoT技术不太适合在那些需要从网络向设备传感器发送通信的场景中进行使用。这位发言人还拒绝将LoRa与NB-IoT之间的竞争关系等同于未授权（频谱）技术和授权（频谱）技术之间的争斗，电信运营商们都在寻求避免经常发生在前者的干扰问题。
　　LoRa现在已经可以在授权频段进行部署，不过，上述发言人表示，这样做会导致使用费用的上涨（因为授权频谱的成本摆在那里）。
　　虽然沃达丰似乎永远不可能转向LoRa或Sigfox技术，该运营商的确也在关注3GPP支持的其他针对物联网市场的技术，包括EC-GSM和LTE-M，这些技术也可在特定的场景下发挥一定作用。
　　但是，沃达丰最大的兴趣所在依然是NB-IoT，Beal将其在纽伯里实验室的成立描述为行业发展的一大&催化剂&。&这类似于智能手机世界里面app store的建设&&这是电信运营商app store的开始。&他说。
　　沃达丰认为，到2020年全球将会有24亿个&可寻址的M2M连接&，并且预计其中14亿连接将会依赖于包括NB-IoT在内的LPWA技术。
如今，物联网浪潮已然席卷至汽车电子产业，发动机控制系统、底盘控制系统和车身电子控制系统已模型初显，安全...
ADAS市场或破千亿
国产汽车雷达将爆发
抢占智能汽车制高点
为自动驾驶保驾护航
电动汽车面临的挑战
LoRa相关文章
LoRa相关下载
NB-IoT相关文章
NB-IoT相关下载
沃达丰相关文章
沃达丰相关下载
随着科技的发展，人们对生活质量的追求越来越高，传统的家庭生活方式已经无法满足现代人的家居生活，智慧家庭的新型生活理念成为很多人梦寐以求的...
随着物联网技术的突飞猛进，生活中越来越多的家庭设备将会联上网络，变得“智慧”起来，智慧家庭的概念成了这几年媒体、企业、用户关注的焦点，而...
创新实用技术专题
供应链服务
商务及广告合作
Jeffery Guo
关注我们的微信
供应链服务 PCB/IC/PCBA
版权所有 (C) 深圳华强聚丰电子科技有限公司
电信与信息服务业务经营许可证：粤B2-LoRa技术在低功耗广域网络中的实现和应用_物联网新闻_新闻中心_RFID世界网
LoRa技术在低功耗广域网络中的实现和应用
作者：郑浩
摘要：LoRa等LPWAN技术为物联网的发展提供了通信层次的支撑，目前国内LPWAN产业主要分为两大阵营，NB-IOT距离大规模的商业是越来越近，而LoRa则已经遍地开花，目前的LoRa网络都有哪些应用了呢？
关键词：[42篇]&&[4篇]&&[21篇]&&
　　文章概要
&&& 低功耗广域网技术发展如火如荼，Long Range(LoRa)以及由此而来的Long Range Wide Area Network(LoRaWAN)系统在其中占据重要地位，商用化程度较高。
　　本文从描述LoRa技术当前进展开始，阐述典型LoRaWAN系统的组成和作用，结合大量不同环境下的网络测试和应用案例，探讨运营商和企业联盟在推动低功耗广域网建设方面的特点。
　　同时，展示LoRaWAN技术的部分优势、当前现状和可预见的未来，最后分析当窄带物联网技术到来以后，LoRaWAN与之共存的可能和差异化市场服务的战略。
　　一 技术特点
　　1、LoRa
　　2013年8月，美国升特公司(Semtech)向业界发布了一种新型的Sub-1GHz频段的扩频通信芯片，最高接收灵敏度可达-148dBm，主攻远距离低功耗的物联网无线通信市场。该技术主要工作在全球各地的ISM免费频段(即非授权频段)，包括主要的433、470、868、915MHz等。与其他传统的Sub-1GHz芯片相比，LoRa芯片最高接收灵敏度提高20~25dB，体现在应用上就是拥有5~8倍传输距离的提升。
　　LoRa技术本质上是扩频调制技术，同时结合了数字信号处理和前向纠错编码技术。此前，扩频调制技术具有长通信距离和高鲁棒特性，在军事和空间通信领域已经应用了几十年，而LoRa的意义在于首先利用扩频技术为工业产品和民用产品提供低成本的无线通信解决方案。前向纠错编码技术是给待传输数据序列中增加一些冗余信息，数据在传输进程中注入的错误码元在接收端就会被及时纠正。前向纠错编码技术可以减少数据包需要重发的需求，而且在解决由多径衰落引发的突发性误码中表现良好。一旦数据包分组建立起来，并注入前向纠错编码以保障可靠性，这些数据包就将被送到数字扩频调制器中。这一调制器将分组数据包中每一比特时间划分为众多码片，而LoRa调制码片的可配置范围为64~4 096码片/比特。通过使用高扩频因子，LoRa可将小容量数据通过大范围的无线电频谱传输出去。当用户通过频谱分析仪测量时，这些数据看上去像噪音，但区别在于噪音是不相关的，而数据具有相关性。基于这点，数据可以从噪音中提取出来。扩频因子越高，越多的数据可从噪音中提取出来，接收灵敏度就可以达到更高。因此LoRa芯片的接收灵敏度最高可达-148dBm，在20dBm的发射功率下，LoRa调制的链路预算可达168dB。
　　2、LoRaWAN
　　在传统的广域连接应用中，主要借助电信运营商提供的蜂窝网络进行连接，工业、能源、交通、物流等各行业广泛采用蜂窝网络实现互联。但仍有大量的设备应用是现有蜂窝网络技术无法满足的，比如水、电、气、热等计量表，市政管网、路灯、垃圾站点等公用设施，大面积畜牧养殖和农业灌溉，广泛布局且环境恶劣的气象、水文、矿井、山体数据采集，以及偏僻的户外作业等。这些类型终端若采用现有运营商蜂窝网络进行联网，可能遇到如下问题。
　　1)信号覆盖不足：很多设备布局在人口稀少或环境复杂的区域，运营商网络覆盖盲区或信号强度不足，难以保障数据的稳定传输。
　　2)功耗高：大量设备需要电池供电，若采用蜂窝网络则需频繁更换电池，这在很多恶劣环境下很难实现。
　　3)费效比低：设备单次传输数据量极小，而且传输频次很低。目前蜂窝网络为高带宽设计，采用蜂窝网络要占用网络和码号资源，还会产生包月流量费用。
　　基于以上原因，低功耗广域网技术(Low Power Wide Area Network，LPWAN)成为弥补物联网网络层短板的最佳选择。2015年3月，由Semtech牵头成立了LoRa Alliance(以下简称LoRa联盟)，联盟是一个开放的非盈利性组织，目的在于加速LoRa技术全球商用化，主要发起成员还包括美国IBM、Cisco、法国Actility、荷兰皇家电信、瑞士电信等知名企业。
　　联盟发布的LoRaWAN协议将LPWAN分成了三部分，包括节点应用、通信服务(模组和基站供应商)、云服务，数据传输过程中的通信层包括两级加密，数据通信更为安全。截止到2016年10月，联盟成员数量高达400多家，其中国家级的运营商有27家，新增运营商有法国Proximus、英国Orange、美国Comcast、日本软银、韩国SK电信、印度TATA电信等。同时，LoRa的产业链中还包括大量终端硬件厂商、模块网关厂商、软件厂商、系统集成商等，构成了完整的LoRa生态系统，大大促进LoRa技术的快速发展与生态繁盛。
　　二 系统架构
　　1、网络架构
　　目前，基于L oRa技术的网络层协议主要是LoRaWAN，也有少量的非LoRaWAN协议，但是通信系统网络都是星状网架构，以及在此基础上的简化和改进。主要包括以下3种。
　　1)点对点通信。
　　一点对一点通信，多见于早期的LoRa技术，A点发起，B点接收，可以回复也可以不回复确认，多组之间的频点建议分开，如图1所示。单纯利用LoRa调制灵敏度高的特性，目前主要针对特定应用和试验性质的项目。优点在于最简单，缺点在于不存在组网。
　　图1 点对点通信
　　2)星状网轮询。
　　一点对多点通信，N个从节点轮流与中心点通信，从节点上传，等待中心点收到后返回确认，然后下一个节点再开始上传，直到所有N个节点全部完成，一个循环周期结束，如图2所示。该结构本质上还属于点对点通信，但是加入了分时处理，N个从节点之间的频点可以分开，也可重复使用。优势在于单项目成本低，不足之处是仅适合从节点数量不大和网络实时性要求不高的应用。
　　图2 星状网轮询
　　3)星状网并发。
　　如图3所示，一点对多点通信，多个从节点可同时与中心点通信，从节点可随机上报数据，节点可以根据外界环境和信道阻塞自动采取跳频和速率自适应技术，逻辑上网关可以接收不同速率和不同频点的信号组合，物理上网关可以同时接收8路、16路、32路甚至更多路数据，减少了大量节点上行时冲突的概率。该系统具有极大的延拓性，可单独建网，可交叉组网，LoRa领域内目前主要指的是LoRaWAN技术。
　　图3 星状网并发
　　2、系统组成
　　点对点通信和星状网轮询的系统组成比较简单，两端都是节点，分为主从。在主节点收到从节点上行数据后会发下行确认帧给从节点，然后从节点进入休眠，工作模式比较简单。这里主要对LoRaWAN星状网并发结构进行展开说明，LoRaWAN系统主要分为三部分：节点/终端、网关/基站，以及服务器，如图4所示。
　　图4 LoRaWAN系统架构示意图
　　节点/终端(Node)：LoRa节点，代表了海量的各类传感应用，在LoRaWAN协议里被分为Class A、Class B和Class C三类不同的工作模式。Class A工作模式下节点主动上报，平时休眠，只有在固定的窗口期才能接收网关下行数据。Class A的优势是功耗极低，比非LoRaWAN的LoRa节点功耗更低，比如针对水表应用的10年以上工作寿命通常就是基于Class A实现的。ClassB模式是固定周期时间同步，在固定周期内可以随机确定窗口期接收网关下行数据，兼顾实时性和低功耗，特点是对时间同步要求很高。Class C模式是常发常收模式，节点不考虑功耗，随时可以接收网关下行数据，实时性最好，适合不考虑功耗或需要大量下行数据控制的应用，比如智能电表或智能路灯控制。
　　网关/基站(Gateway)：网关是建设LoRaWAN网络的关键设备，目的是缓解海量节点数据上报所引发的并发冲突。主要特点如下：1)兼容性强，所有符合LoRaWAN协议的应用都可以接入;2)接入灵活，单网关可接入几十到几万个节点，节点随机入网，数目可延拓;3)并发性强，网关最少可支持8频点，同时随机8路数据并发，频点可扩展;4)可实现全双工通信，上下行并发不冲突，实效性强;5)灵敏度高，同速率下比非LoRaWAN设备的灵敏度更高;6)网络拓扑简单，星状网络可靠性更高，功耗更低;7)网络建设成本和运营成本很低。
　　服务器(Server)：负责LoRaWAN系统的管理和数据解析，主要的控制指令都由服务器端下达。根据不同的功能，分为：网络服务器(Network Server)与网关通信实现LoRaWAN数据包的解析及下行数据打包，与应用服务器通信生成网络地址和ID等密钥;应用服务器(Application Server)负责负载数据的加密和解密，以及部分密钥的生成;客户服务器(Client Server)是用户开发的基于B/S或C/S架构的服务器，主要处理具体的应用业务和数据呈现。
　　LoRaWAN系统的优势包括：覆盖范围广，节省网络优化和施工成本，减少现场施工复杂度;服务器端鉴权可实现交叉覆盖，减少覆盖盲点;服务器端统筹管理，提高信道利用率，增加系统容量; 网关多路并发减少冲突，支持节点跳频，增加系统容量;节点速率自适应(Adaptive Data Rate)降低功耗和并发冲突，增加容量;安全性高，两级AES-128(Advanced Encryption Standard-128)数据加密;星状网络结构提高鲁棒性;LoRaWAN协议标准化。
　　三 典型环境
　　四 业务运营
　　五 展望未来
　　LoRaWAN的未来非常值得期待，短期可预见的是基于LoRaWAN的定位技术。2016年，Semtech宣布了LoRaWAN支持定位的应用，目前有少量企业从事利用RSSI为基础附加参数修正的定位研究，但精度都不高。而基于Time Difference of Arrival(TDOA)的多LoRaWAN基站测量定位技术更具有商用化前景，理论精度可达50m以内，实用性更高。依照普通LoRaWAN节点平均休眠电流3μA、时间同步、无需增加其他定位芯片的特性，LoRaWAN完全有希望大规模代替现有的某些定位技术。较远的距离+低功耗+低成本+可室内室外定位的组合，是LoRaWAN有别于其他定位技术的优势。
　　2016年是窄带物联网技术国内商用化元年，未来对LoRaWAN会形成一定挑战和竞争，而LoRa相对窄带物联技术已有成熟商用案例。窄带物联技术拥有运营商的强力支持，但LoRaWAN不会被轻易取代，具有某些方面的先天优势。LoRaWAN允许企业搭建属于自己的私有网络，很多企业并不愿意把私有数据给别人，所以在投入成本可接受的情况下，企业宁愿部署自己的私有网络并独立运营，私有网络的诱惑力巨大。物联网技术的发展日新月异，每种技术路线都有其优势领域和不足之处，未来的技术接受程度如何，关键还是要靠市场来进行选择，但最终受益的肯定是整个产业链和用户。
相关新闻：3-243-243-233-213-20
关键字搜索：技术文章：[0篇]&&[0篇]&&[0篇]&&成功应用：[0篇]&&[0篇]&&[0篇]&&解决方案：[2篇]&&[0篇]&&[0篇]&&
图片新闻：
最新发布产品}