物聯網的快速發(fā)展對無線通信技術提出了更高的要求，專為低帶寬、低功耗、遠距離、大量連接的物聯網應用而設計的LPWAN（low-power Wide-Area Network，低功耗廣域網）也快速興起。NB-IoT與LoRa是其中的典型代表，也是最有發(fā)展前景的兩個低功耗廣域網通信技術。

關于NB-IOT的相關知識指路《NB-IoT技術正式被接受為ITU IMT-2020 5G技術標準！》，今天我們主要和大家聊聊LoRa。

一

LoRa的誕生

LoRa的誕生比NB-IoT要早些，2013年8月，Semtech公司向業(yè)界發(fā)布了一種新型的基于1GHz以下的超長距低功耗數據傳輸技術（Long Range，簡稱LoRa）的芯片。其接受靈敏度達到了驚人的-148dbm，與業(yè)界其他先進水平的sub-GHz芯片相比，最高的接收靈敏度改善了20db以上，這確保了網絡連接可靠性。

二

LoRa的優(yōu)勢

LoRa的優(yōu)勢主要體現在以下幾個方面：

1---大大的改善了接收的靈敏度，降低了功耗

高達157db的鏈路預算使其通信距離可達15公里（與環(huán)境有關）。其接收電流僅10mA，睡眠電流200nA，這大大延遲了電池的使用壽命。

2---基于該技術的網關/集中器支持多信道多數據速率的并行處理，系統(tǒng)容量大。

網關是節(jié)點與IP網絡之間的橋梁（通過2G/3G/4G或者Ethernet）。每個網關每天可以處理500萬次各節(jié)點之間的通信（假設每次發(fā)送10Bytes，網絡占用率10%）。如果把網關安裝在現有移動通信****的位置，****功率20dBm（100mW），那么在建筑密集的城市環(huán)境可以覆蓋2公里左右，而在密度較低的郊區(qū)，覆蓋范圍可達10公里。

3---基于終端和集中器/網關的系統(tǒng)可以支持測距和定位。

LoRa對距離的測量是基于信號的空中傳輸時間而非傳統(tǒng)的RSSI（Received Signal Sterngth Ind-ication），而定位則基于多點（網關）對一點（節(jié)點）的空中傳輸時間差的測量。其定位精度可達5m（假設10km的范圍）。

LoRa關鍵特性和優(yōu)勢

這些關鍵特征使得 LoRa技術非常適用于要求功耗低、距離遠、大量連接以及定位跟蹤等的物聯網應用。

三

LoRa的網絡架構

LoRa主要在全球免費頻段運行（即非授權頻段），包括433、868、915MHz等。LoRa網絡構架由終端節(jié)點、網關、網絡服務器和應用服務器四部分組成，應用數據可雙向傳輸。

LoRa是創(chuàng)建長距離通訊連接的物理層或無線調制，相較于傳統(tǒng)的FSK技術以及穩(wěn)定性和安全性不足的短距離射頻技術，LoRa基于CSS調制技術（ChirpSpread Spectrum）在保持低功耗的同時極大地增加了通訊范圍，且CSS技術數十年已經廣受軍事和空間通訊所采用，具有傳輸距離遠、抗干擾性強等特點。

此外，LoRa技術不需要建設****，一個網關便可控制較多設備，并且布網方式較為靈活，可大幅度降低建設成本。

LoRa因其功耗低，傳輸距離遠，組網靈活等諸多特性與物聯網碎片化、低成本、大連接的需求十分的契合，因此被廣泛部署在智慧社區(qū)、智能家居和樓宇、智能表計、智慧農業(yè)、智能物流等多個垂直行業(yè)，前景廣闊。

四

LoRa和LoRaWan一樣嗎？

在學習過程中，發(fā)現許多小伙伴容易把LoRa和LoRaWan混淆，其實兩者是有差異的。

LoRaWAN基于LoRa遠距離通信網絡設計的一套通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構,如果按協(xié)議分層來說LoRaWAN就是MAC層,LoRa是物理層。因此LoRaWAN原來也被叫做LoRaMAC。

其實LoRaWan并不是一個完整的通信協(xié)議，因為它只定義了物理層和鏈路層，網絡層和傳輸層沒有，功能也并不完善，沒有漫游，沒有組網管理等通信協(xié)議的主要功能。LoRaWAN協(xié)議針對低功耗、電池供電的傳感器進行了優(yōu)化，包括了不同級別的終端節(jié)點以優(yōu)化網絡延遲和電池壽命間的平衡關系。它是完全雙向的，由安全專家構建確保了可靠性和安全性。

本次關于LoRa的討論就到這里，下次我們再和大家繼續(xù)聊聊關于LoRa協(xié)議的那些事兒！