LoRa 是LPWAN通信技術(shù)中的一種，是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案。

許多傳統(tǒng)的無線系統(tǒng)使用頻移鍵控(FSK)調(diào)制作為物理層，因?yàn)樗且环N實(shí)現(xiàn)低功耗的非常有效的調(diào)制。

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而LoRa 則是基于線性調(diào)頻擴(kuò)頻調(diào)制，它保持了像 FSK 調(diào)制相同的低功耗特性，也明顯地增加了通信距離。

LoRa技術(shù)本身擁有超高的接收靈敏度和超強(qiáng)的信噪比。 LoRa融合了數(shù)字?jǐn)U頻、數(shù)字信號(hào)處理和前向糾錯(cuò)編碼技術(shù)。除此之外，它還使用了跳頻技術(shù)，可以通過偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行頻移鍵控，使載波頻率不斷跳變而擴(kuò)展頻譜，防止定頻干擾。

LoRa擁有前所未有的性能，這也意味著，它的使用范圍將會(huì)更廣。

LoRa的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• LoRa網(wǎng)絡(luò)具有傳輸距離遠(yuǎn)，工作功耗低，組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)多，抗干擾性強(qiáng)，低成本等特點(diǎn)。
• 傳輸距離遠(yuǎn)：靈敏度-148dBm，通訊距離可達(dá)幾千米
• 工作能耗低：Aloha方法有數(shù)據(jù)時(shí)才連接，電池可工作幾年
• 組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)多：組網(wǎng)方式靈活，可以連接多個(gè)節(jié)點(diǎn)
• 抗干擾性強(qiáng)：協(xié)議里面有LBT的功能，基于aloha的方式，有自動(dòng)的頻點(diǎn)跳轉(zhuǎn)和速率自適應(yīng)功能
• 低成本：非授權(quán)頻譜，節(jié)點(diǎn)/終端成本低

缺點(diǎn)：

LoRa網(wǎng)絡(luò)有諸多優(yōu)點(diǎn)，但也有一定缺點(diǎn)。

• 頻譜干擾：隨著LoRa的不斷發(fā)展，LoRa設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)部署不斷增多，相互之間會(huì)出現(xiàn)一定的頻譜干擾。
• 需要新建網(wǎng)絡(luò)：LoRa在布設(shè)過程中，需要用戶自己組建網(wǎng)絡(luò)。
• 有效負(fù)載較小：LoRa傳輸數(shù)據(jù)有效負(fù)載比較小，有字節(jié)限制。

LoRa網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由終端(可內(nèi)置LoRa模塊)、網(wǎng)關(guān)(或稱基站)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及應(yīng)用服務(wù)器組成。應(yīng)用數(shù)據(jù)可雙向傳輸。

LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一個(gè)典型的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，LoRa網(wǎng)關(guān)是一個(gè)透明傳輸?shù)闹欣^，連接終端設(shè)備和后端中央服務(wù)器。終端設(shè)備采用單跳與一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)關(guān)通信。所有的節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)之間均是雙向通信。

LoRa終端設(shè)備

LoRa的終端節(jié)點(diǎn)可以是各種設(shè)備，比如水表氣表、煙霧報(bào)警器、寵物跟蹤器等。這些節(jié)點(diǎn)通過LoRa無線通信首先與LoRa網(wǎng)關(guān)連接，再通過4G網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)絡(luò)，連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中。LoRa網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間通過TCP/IP協(xié)議通信。

LoRa網(wǎng)絡(luò)將終端設(shè)備劃分成A/B/C三類：

(1) Class A：雙向通信終端設(shè)備。這類終端設(shè)備允許雙向通信，每一個(gè)終端設(shè)備上行傳輸會(huì)伴隨著兩個(gè)下行接收窗口。終端設(shè)備的傳輸時(shí)隙是基于其自身通信需求，其微調(diào)基于ALOHA協(xié)議。

Class A設(shè)備的功耗最低，基站下行通信只能在終端上行通信之后。

(2) Class B ：具有預(yù)設(shè)接收時(shí)隙的雙向通信終端設(shè)備。這一類的終端設(shè)備會(huì)在預(yù)設(shè)時(shí)間中開放多余的接收窗口，為了達(dá)到這一目的，終端設(shè)備會(huì)同步從網(wǎng)關(guān)接收一個(gè)Beacon，通過Beacon將基站與模塊的時(shí)間進(jìn)行同步。

Class B終端可以使基站知道終端正在接收數(shù)據(jù)。

(3) Class C：具有最大接收窗口的雙向通信終端設(shè)備。這一類的終端設(shè)備持續(xù)開放接收窗口，只在傳輸時(shí)關(guān)閉。

Class C設(shè)備擁有最長的接收窗口，也最耗電。