5分钟搞清楚LoRa技术是什么

2018-03-08 16:01:30 唯传科技 11695

虽然NB-IoT来势汹汹,但LoRa技术已经在世界各地都有落地的商业项目,技术成熟度上已经处于领先地位。在最近几年,LoRa技术还是大有用武之地的。本文就带大家快速了解一下LoRa技术的基本内容。

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LoRa 是LPWAN通信技术中的一种,是美国Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。目前,LoRa 主要在全球免费频段运行,包括433、868、915 MHz等。

LoRa的最大特点就是:

  • 传输距离远

  • 工作功耗低

  • 组网节点多

LoRa低功耗的秘密

我们知道在通信系统中距离和功耗就是一对儿天然的矛盾。发射功率降下来,那传播距离必然就近了。那么LoRa是如何解决这一矛盾的?根本原因是LoRa提高了接收机的灵敏度,从而拥有超强的链路预算,也就不需要很高的发射功率了。

LoRa接收端灵敏度要归功于直接序列扩频技术。LoRa采用了高扩频因子,从而获得了较高的信号增益。一般FSK的信噪比需要8dB,而LoRa只需要-20dB。

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另外LoRa还应用了前向纠错编码技术,在传输信息中加入冗余,有效抵抗多径衰落。虽然牺牲了一些传输效率,但有效提高了传输可靠性,毕竟LoRa也不需要多高的传输速率。

LoRa组网

LoRa网络主要由终端(可内置LoRa模块)、网关(或称基站)、网络服务器以及应用服务器组成。应用数据可双向传输。

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LoRa网络构成

LoRaWAN网络架构是一个典型的星形拓扑结构,在这个网络架构中,LoRa网关是一个透明传输的中继,连接终端设备和后端中央服务器。终端设备采用单跳与一个或多个网关通信。所有的节点与网关间均是双向通信。

LoRa终端设备

LoRa的终端节点可能是各种设备,比如水表气表、烟雾报警器、宠物跟踪器等。这些节点通过LoRa无线通信首先与LoRa网关连接,再通过3G网络或者以太网络,连接到网络服务器中。网关与网络服务器之间通过TCP/IP协议通信。

LoRa网络将终端设备划分成A/B/C三类:

Class A:双向通信终端设备。这一类的终端设备允许双向通信,每一个终端设备上行传输会伴随着两个下行接收窗口。终端设备的传输时隙是基于其自身通信需求,其微调基于ALOHA协议。

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Class A设备的功耗最低,基站下行通信只能在终端上行通信之后

Class B:具有预设接收时隙的双向通信终端设备。这一类的终端设备会在预设时间中开放多余的接收窗口,为了达到这一目的,终端设备会同步从网关接收一个Beacon,通过Beacon将基站与模块的时间进行同步。

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Class B终端可以使基站知道终端正在接收数据

Class C:具有最大接收窗口的双向通信终端设备。这一类的终端设备持续开放接收窗口,只在传输时关闭。

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Class C设备拥有最长的接收窗口,也最耗电

LoRa应用前景

目前LoRa网络已经在世界多地进行试点或部署。据LoRa Alliance 早先公布的数据,已经有9个国家开始建网,56个国家开始进行试点。目前在国内也已经公司部署了LoRa网络。

对于国外一些不太富裕的电信运营商,可能更愿意使用低成本的LoRa网络。对于国内三大电信运营商来说,NB-IoT网络部署已经箭在弦上,2017年就会在很多城市完成NB-IoT网络部署,使用LoRa技术大规模组网的可能性不大。但是对于一些企业利用LoRa技术搭建小型的私有网络,来实现一些应用,这是完全有可能的,且可行的。

(文章来源:转载自今日头条号:微说物联网)


标签:   LoRa 网络架构 终端设备