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教你讀懂LoRa技術原理 LoRa組網怎么回事

行業(yè)新聞 | 2019-03-22 08:31:07

　　LoRa是物理層或無線調制用于建立長距離通信鏈路。許多傳統(tǒng)的無線系統(tǒng)使用頻移鍵控(FSK)調制作為物理層，因為它是一種實現(xiàn)低功耗的非常有效的調制。LoRa是Semtech公司定義是一種物理層調制方式，是基于非授權頻譜的廣域網通信技術。Semtech控制著LoRa最主要的知識產權，芯片幾乎是壟斷供應，并成立了LoRa聯(lián)盟。

　　LoRa如何做到低功耗

　　我們知道在通信系統(tǒng)中距離和功耗就是一對兒天然的矛盾。發(fā)射功率降下來，那傳播距離必然就近了。那么LoRa是如何解決這一矛盾的?根本原因是LoRa提高了接收機的靈敏度，從而擁有超強的鏈路預算，也就不需要很高的發(fā)射功率了。

LoRa技術

　　LoRa接收端靈敏度要歸功于直接序列擴頻技術。LoRa采用了高擴頻因子，從而獲得了較高的信號增益。一般FSK的信噪比需要8dB，而LoRa只需要-20dB。

　　另外LoRa還應用了前向糾錯編碼技術，在傳輸信息中加入冗余，有效抵抗多徑衰落。雖然犧牲了一些傳輸效率，但有效提高了傳輸可靠性，畢竟LoRa也不需要多高的傳輸速率。

　　LoRa組網詳解

　　LoRa網絡主要由終端(可內置LoRa模塊)、網關(或稱基站)、網絡服務器以及應用服務器組成。應用數據可雙向傳輸。

LoRa組網

　　LoRaWAN網絡架構是一個典型的星形拓撲結構，在這個網絡架構中，LoRa網關是一個透明傳輸的中繼，連接終端設備和后端中央服務器。終端設備采用單跳與一個或多個網關通信。所有的節(jié)點與網關間均是雙向通信。

　　LoRa終端設備

　　LoRa的終端節(jié)點可能是各種設備，比如水表氣表、煙霧報警器、寵物跟蹤器等。這些節(jié)點通過LoRa無線通信首先與LoRa網關連接，再通過3G網絡或者以太網絡，連接到網絡服務器中。網關與網絡服務器之間通過TCP/IP協(xié)議通信。

　　LoRa網絡將終端設備劃分成A/B/C三類：

LoRa終端

　　Class A：雙向通信終端設備。這一類的終端設備允許雙向通信，每一個終端設備上行傳輸會伴隨著兩個下行接收窗口。終端設備的傳輸時隙是基于其自身通信需求，其微調基于ALOHA協(xié)議。

LoRa終端

　　Class B：具有預設接收時隙的雙向通信終端設備。這一類的終端設備會在預設時間中開放多余的接收窗口，為了達到這一目的，終端設備會同步從網關接收一個Beacon，通過Beacon將基站與模塊的時間進行同步。

LoRa終端

　　Class C：具有最大接收窗口的雙向通信終端設備。這一類的終端設備持續(xù)開放接收窗口，只在傳輸時關閉。

　　LoRa應用前景

　　目前LoRa網絡已經在世界多地進行試點或部署。據LoRa Alliance 早先公布的數據，已經有9個國家開始建網，56個國家開始進行試點。目前在國內也已經公司部署了LoRa網絡。

　　對于國外一些不太富裕的電信運營商，可能更愿意使用低成本的LoRa網絡。對于國內三大電信運營商來說，NB-IoT網絡部署已經箭在弦上，2017年就會在很多城市完成NB-IoT網絡部署，使用LoRa技術大規(guī)模組網的可能性不大。但是對于一些企業(yè)利用LoRa技術搭建小型的私有網絡，來實現(xiàn)一些應用，這是完全有可能的，且可行的。