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什么是LoRa？

        LoRa是物聯網(IoT)的事實上的無線平臺。Semtech的LoRa芯片組將傳感器連接到云，并實現數據和分析的實時通信，可用于提高效率和生產力。LoRa設備支持智能物聯網應用，解決地球面臨的一些最大挑戰(zhàn)：能源管理、自然資源減少、污染控制和基礎設施效率。

什么是LoRaWAN？

        LoRaWAN開放規(guī)范是一種基于Semtech的LoRa設備的低功耗廣域網(LPWAN)標準，利用工業(yè)、科學和醫(yī)療(ISM)頻段中的未授權無線電頻譜。該LORAAlliance合作，一個非營利性協(xié)會和快速增長的技術聯盟，推動規(guī)范化和LoRaWAN標準全球統(tǒng)一。 

    業(yè)界預測到2020年物聯網無線節(jié)點達到500億個，由于耗電和成本等方面的問題，無線節(jié)點中只有不到10%的使用GSM技術。盡管電信運營商具有建設和管理這樣一個大規(guī)模網絡的最突出的優(yōu)勢,但是需要一個遠距離、大容量的系統(tǒng)以鞏固在依靠電池供電的無線終端細分市場——無線傳感網、智能城市、智能電網、智慧農業(yè)、智能家居、安防設備和工業(yè)控制等方面的地位。對于物聯網來說，只有使用一種廣泛的技術，才可能使得電池供電的無線節(jié)點數量達到預計的規(guī)模。LoRa作為低功耗廣域網（LPWAN）的一種長距離通信技術,近些年受到越來越多的關注。

     LoRa是LPWAN通信技術中的一種，是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案。這一方案改變了以往關于傳輸距離與功耗的折中考慮方式，為用戶提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、節(jié)點容量大的系統(tǒng)，進而擴展傳感網絡。目前，LoRa主要在全球免費頻段運行，包括433MHz.868MHz.915MHz等。

     LoRa技術具有遠距離、窄帶低功耗（電池壽命長）、多節(jié)點、低成本的特性，適合各種政府網、專網、專業(yè)網、個人網等各種應用靈活部署。LoRa網絡主要由終端（可內置LoRa模塊）、網關（基站）、網絡服務器以及應用服務器四部分組成，如圖3-16所示。應用數據可雙向傳輸。

    傳輸速率、工作頻段和網絡拓撲結構是影響傳感網絡特性的三個主要參數。傳輸速率的選擇將影響電池壽命；工作頻段的選擇要折中考慮頻段和系統(tǒng)的設計目標；而在FSK系統(tǒng)中，網絡拓撲結構的選擇將影響傳輸距離和系統(tǒng)需要的節(jié)點數目。LoRa融合了數字擴頻、數字信號處理和前向糾錯編碼技術，性能較好。

     前向糾錯編碼技術是給待傳輸數據序列中增加了一些冗余信息，這樣，數據傳輸進程中注入的錯誤碼元在接收端就會被及時糾正。這一技術減少了以往創(chuàng)建“自修復”數據包來重發(fā)的需求，且在解決由多徑衰落引發(fā)的突發(fā)性誤碼中表現良好。一旦數據包分組建立起來且注入前向糾錯編碼以保障可靠性，這些數據包將被送到數字擴頻調制器中。這一調制器將分組數據包中每一比特饋入一個“擴展器”中，將每一比特時間劃分為眾多碼片。LoRa抗噪聲能力強。

    LoRa調制解調器經配置后，可劃分的范圍為64?4096碼片/比特，最高可使用4096碼片/比特中的最高擴頻因子。相對而言,ZigBee僅能劃分的范圍為10?12碼片/比特。通過使用高擴頻因子，LoRa技術可將小容量數據通過大范圍的無線電頻譜傳輸出去。擴頻因子越高，越多數據可從噪聲中提取出來。在…個運轉良好的GFSK接收端，8dB的最小信噪比（SNR）若要可靠地解調出信號，采用配置AngelBlocks的方式，LoRa解調一個信號所需信噪比為一20dB,GFSK方式與這一結果差距為28dB,這相當于范圍和距離擴大了很多。在戶外環(huán)境下，6dB的差距就可以實現2倍于原來的傳輸距離。

物聯網采用LoRa技術，才能夠以低發(fā)射功率獲得更廣的傳輸范圍和距離，而這種低功耗廣域技術方向正是未來降低物聯網建設成本，實現萬物互聯所必需的。

帶寬與范圍 

LoRaWAN適用于長距離傳輸小尺寸有效載荷（如傳感器數據）。與其他競爭性無線數據傳輸技術相比，LoRa調制以低帶寬提供了更大的通信范圍。下圖顯示了一些可用于無線數據傳輸的接入技術及其預期傳輸范圍與帶寬的關系。

為什么LoRaWAN這么好？ 

超低功耗-LoRaWAN終端設備經過優(yōu)化，可在低功耗模式下運行，使用單個紐扣電池可持續(xù)使用長達10年。

遠距離-LoRaWAN網關可以在農村地區(qū)超過10公里的距離內傳輸和接收信號，在人口稠密的城市地區(qū)則高達3公里。

室內深度穿透——LoRaWAN網絡可以提供室內深度覆蓋，輕松覆蓋多層建筑。

免許可頻譜-您無需支付昂貴的頻譜許可費用即可部署LoRaWAN網絡。

地理定位-LoRaWAN網絡可以使用三角測量確定終端設備的位置，而無需GPS。如果至少三個網關接收到LoRa終端設備的信號，則可以定位LoRa終端設備。

高容量-LoRaWAN網絡服務器處理來自數千個網關的數百萬條消息。

公共和私有部署-使用相同的硬件（網關、終端設備、天線）和軟件（UDP數據包轉發(fā)器、基站軟件、終端設備的LoRaWAN堆棧）可以輕松部署公共和私有LoRaWAN網絡。

端到端安全-LoRaWAN使用AES-128加密確保終端設備和應用服務器之間的安全通信。

無線固件更新-您可以遠程更新單個終端設備或終端設備組的固件（應用程序和LoRaWAN堆棧）。

漫游-LoRaWAN終端設備可以執(zhí)行從一個網絡到另一個網絡的無縫切換。

低成本——最少的基礎設施、低成本的終端節(jié)點和開源軟件。

認證計劃-LoRa聯盟認證計劃對終端設備進行認證，并讓最終用戶確信設備可靠且符合LoRaWAN規(guī)范。

生態(tài)系統(tǒng)-LoRaWAN擁有非常龐大的設備制造商、網關制造商、天線制造商、網絡服務提供商和應用程序開發(fā)商生態(tài)系統(tǒng)。