LoRa無線技術解析

    Lora無線技術基礎與特點

　　1.LoRa是一種低功耗廣域網通信（LPWAN）技術中的一種，是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技術。比sigfox的FSK技術更加靈敏，傳送距離更遠，更節(jié)能。

　　2.LoRa是物理層（PHY）協(xié)議，能被應用在幾乎所有的網絡技術中。

　　3.LoRa模塊主要在全球免費頻段運行，頻率范圍從137MHz-1050MHz，常見的主要是433MHz、868MHz、915MHz等

　　4.LoRa（遠程）擴頻技術，可解調低于-20dB的噪聲。確保了高靈敏度、可靠的網絡連接，同時提高了網絡效率并消除了干擾。

　　5.LoRa無需再借助中繼器，極大地簡化了系統(tǒng)設計并降低了總部署成本。

　　6.相較于3G和4G蜂窩網絡，LoRa無線技術對嵌入式應用而言可擴展性更強，性價比更高。

　　LoRaWAN組網

　　LoRaWAN是 LoRa聯(lián)盟推出的基于開源的MAC層協(xié)議的低功耗廣域網標準，為MAC層及之上，主要增加了GateWay和LoRa Server，便于遠程集中式控制。是一種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。網關與服務器間通過標準IP連接，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，同時也支持云端升級等操作以減少云端通訊時間。

　　LoRa Server

　　1.提供接入控制

　　符合LoRaWAN標準的模塊、網關均能接入LoRa網絡，但是互聯(lián)互通存在一個鑒權的過程，目前鑒權在Server上完成。

　　2.數據傳輸與管理

　　Server作為網關與云端的協(xié)議處理器，能實現(xiàn)“網關—Server—云”間數據的雙向傳輸、多次加密（以確保傳輸的安全性），并能進行傳輸流量統(tǒng)計、傳輸狀態(tài)監(jiān)測。

　　3.網關管理與配置

　　對網關進行頻點配置、網關狀態(tài)信息上報等，多個網關可連接到同一個LoRaWAN Server中，Server能將接收到的重復信號進行鑒別，剔出無效的數據，并選擇最有效的下行網關，將“響應”高效地發(fā)送到模塊終端。

　　4.終端節(jié)點管理與配置

　　Server能識別不同終端節(jié)點，對節(jié)點做出允許接入/拒絕接入響應，并能空中激活終端節(jié)點（ Over-the-Air Activation ）

　　Server能實現(xiàn)終端速率自適應（ADR）與漫游（即支持終端在不同網關覆蓋范圍內自由移動）。

　　5.云平臺通信

　　Server端能進行數據格式轉換與數據轉發(fā)，以滿足不同云平臺間數據共享或傳輸的要求。與云平臺實現(xiàn)計費管理，用戶管理，流量控制，數據存儲，大數據分析, 數據可視化等功能。

　　LoRa網關（Gateway），或稱為 LoRa 基站

　　1.位處LoRa星形網絡的核心位置，是終端和服務器（Server）間的信息橋梁，是多信道的收發(fā)機。

　　2.網關與網絡服務器間通過標準IP進行連接，終端通過單跳與一個或多個網關進行通訊。

　　3.網關容量：在一定時間內網關接收數據包數量的能力，網關接入終端數量最終還是與網關信道數量、終端發(fā)包頻率、發(fā)包字節(jié)數和擴頻因子息息相關。一般2000個左右。

　　LoRa終端（Node）

　　1.LoRa終端是LoRa網絡的組成部分，一般由LoRa模塊和傳感器等器件組成。

　　2.LoRa終端可使用電池供電，能夠遠程定位。

　　3.通過增加私有的協(xié)議，可以支持Node到Node間的通信。目前主要用在小區(qū)流動抄表（抄表儀也是Node，不經網關，費電，但一月一次）。

　　LoRa無線通信技術優(yōu)劣勢