物联网入门必读|低功耗广域网通信技术LoRa|关于lora

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物联网的快速发展对无线通信技术提出了更高的要求，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计的LPWAN（low-power Wide-Area Network，低功耗广域网）也快速兴起。NB-IoT与LoRa是其中的典型代表，也是最有发展前景的两个低功耗广域网通信技术。

关于NB-IOT的相关知识指路《NB-IoT技术正式被接受为ITU IMT-2020 5G技术标准！》，今天我们主要和大家聊聊LoRa。

LoRa的诞生

LoRa的诞生比NB-IoT要早些，2013年8月，Semtech公司向业界发布了一种新型的基于1GHz以下的超长距低功耗数据传输技术（Long Range，简称LoRa）的芯片。其接受灵敏度达到了惊人的-148dbm，与业界其他先进水平的sub-GHz芯片相比，最高的接收灵敏度改善了20db以上，这确保了网络连接可靠性。

LoRa的优势

LoRa的优势主要体现在以下几个方面：

1---大大的改善了接收的灵敏度，降低了功耗

高达157db的链路预算使其通信距离可达15公里（与环境有关）。其接收电流仅10mA，睡眠电流200nA，这大大延迟了电池的使用寿命。

2---基于该技术的网关/集中器支持多信道多数据速率的并行处理，系统容量大。

网关是节点与IP网络之间的桥梁（通过2G/3G/4G或者Ethernet）。每个网关每天可以处理500万次各节点之间的通信（假设每次发送10Bytes，网络占用率10%）。如果把网关安装在现有移动通信基站的位置，发射功率20dBm（100mW），那么在建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右，而在密度较低的郊区，覆盖范围可达10公里。

3---基于终端和集中器/网关的系统可以支持测距和定位。

LoRa对距离的测量是基于信号的空中传输时间而非传统的RSSI（Received Signal Sterngth Ind-ication），而定位则基于多点（网关）对一点（节点）的空中传输时间差的测量。其定位精度可达5m（假设10km的范围）。

LoRa关键特性和优势

这些关键特征使得 LoRa技术非常适用于要求功耗低、距离远、大量连接以及定位跟踪等的物联网应用。

LoRa的网络架构

LoRa主要在全球免费频段运行（即非授权频段），包括433、868、915MHz等。LoRa网络构架由终端节点、网关、网络服务器和应用服务器四部分组成，应用数据可双向传输。

LoRa是创建长距离通讯连接的物理层或无线调制，相较于传统的FSK技术以及稳定性和安全性不足的短距离射频技术，LoRa基于CSS调制技术（ChirpSpread Spectrum）在保持低功耗的同时极大地增加了通讯范围，且CSS技术数十年已经广受军事和空间通讯所采用，具有传输距离远、抗干扰性强等特点。

此外，LoRa技术不需要建设基站，一个网关便可控制较多设备，并且布网方式较为灵活，可大幅度降低建设成本。

LoRa因其功耗低，传输距离远，组网灵活等诸多特性与物联网碎片化、低成本、大连接的需求十分的契合，因此被广泛部署在智慧社区、智能家居和楼宇、智能表计、智慧农业、智能物流等多个垂直行业，前景广阔。

LoRa和LoRaWan一样吗？

在学习过程中，发现许多小伙伴容易把LoRa和LoRaWan混淆，其实两者是有差异的。

LoRaWAN基于LoRa远距离通信网络设计的一套通讯协议和系统架构,如果按协议分层来说LoRaWAN就是MAC层,LoRa是物理层。因此LoRaWAN原来也被叫做LoRaMAC。

其实LoRaWan并不是一个完整的通信协议，因为它只定义了物理层和链路层，网络层和传输层没有，功能也并不完善，没有漫游，没有组网管理等通信协议的主要功能。LoRaWAN协议针对低功耗、电池供电的传感器进行了优化，包括了不同级别的终端节点以优化网络延迟和电池寿命间的平衡关系。它是完全双向的，由安全专家构建确保了可靠性和安全性。

本次关于LoRa的讨论就到这里，下次我们再和大家继续聊聊关于LoRa协议的那些事儿！

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