乾貨分享：深度解析LORA無線通信技術

物聯網的快速發展對通信技術提出了更高的要求，尤其是對於具有低寬帶、低功耗、遠距離、大量連接的物聯網應用而設計的無線通信技術LPWAN（低功耗廣域網），而其中的代表就是LORA和NB-IOT，NB-IOT在之前的文章中有詳細的解析，今天我們重點講講LORA。

LORA是什麼？

LORA是LPWAN通信技術的一種，是美國Semtech公司採用和推廣的一種基於擴頻技術的超遠距離無線傳輸方案，這一方案改變了以往關於傳輸距離與功耗的折中考慮方式，為用戶提供一種簡單的能實現遠距離、長電池壽命、大容量的系統，進而擴展傳感網絡。目前LORA主要在全球免費頻段運行，包括433\868\915MHz等。

LORA的特點

具有遠距離、低功耗（電池壽命長）、多節點、低成本的特性。

LORAWAN的網絡架構

LORAWAN網絡主要由終端（可內置LORA模塊）、網關（或基站）、Server和雲四部分組成。

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網關是一個通明的中繼，連接前端終端設備和後端中央服務器。網關服務器通過標準IP連接，而終端設備採用單跳與一個或多個網關通信，所有的節點均為雙向通信。

可以看到一個LORAWAN網絡結構中包含了終端、基站、NS、應用服務器這四部分，基站和終端之間採用星型網絡拓撲，由於LORA的長距離特性，它們之間得以使用單跳傳輸。在終端部分官方列出了六個典型應用，你會發現終端節點可以同時發給多個基站，基站則對NS和終端之間的LORAWAN協議數據做轉發處理，將LORAWAN數據分別承載在了LORA射頻傳輸和TCP/IP上。

LORA的優勢

1.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（與環境有關）。其接受電流僅10mA，睡眠電流200nA，這使得電池的使用壽命得到延長。

2.基於該技術的網關/集中器支持多信道多數據的並行處理，系統容量大。

如LORAWAN的網絡架構圖所示，網關是節點與IP網絡之間的橋樑（通過2G/3G/4G或者Ethernet）。每個網關每天可以處理500萬次各節點之間的通信（假設每次發送10Bytes，網絡佔用率10%），如果把網關安裝在現有移動通信基站的位置，發射功率20dB（100mW），那麼在建築密集的城市環境可以覆蓋2公里左右，而在密度較低的郊區，覆蓋範圍可達10公里。

3.基於終端和集中器/網關的系統可以支持測距和定位

LORA對距離的測量是基於信號的空中傳輸時間而非傳統的RSSI。而定位則基於多點（網關）對一點（節點）的空間傳輸時間差的測量。其定位精度可達5m（假設10Km的範圍）。

這些關鍵特徵使得LORA技術非常適用於要求低功耗、距離遠、大量連接以及定位跟蹤等的物聯網應用，如智能抄表、智能停車、車輛追蹤、寵物跟蹤、智慧農業、智慧工業、智慧城市、智慧社區等應用和領域。

LORA與NB-IOT之間的糾葛

隨著NB-IOT標準的興起，備受矚目的NB-IOT規模化商用的基礎終於落實，而作為同是低功耗廣域網技術之一的LORA更是一度為傳出“NB-IOT將導致LORA消亡”的觀點。

而事實真是如此嗎？

從技術上看，兩者之間並沒有太大的優劣之分，從應用範圍上來看，兩者其實很多都是一樣的，區別在於：NB-IOT採用的是運用商統一部署覆蓋全國的網絡進行收費運營的方式，而LORA則可以讓企業搭建屬於自己的網絡實現業務運營。雖然NB-IOT受到了運營商的強力支持，但是這並不代表LORA就會被輕易取代。

LORA相對NB-IOT的好吃就是已經有成熟的商用，而NB-IOT才剛剛開始，LORA和NB-IOT雖然在應用上可能會有很多的重疊，不過NB-IOT是由運營商來主導，要用到運營商的網絡，需要先將數據提交到運營商那裡，許多企業或許不願意把自己的數據給別人，所以這些企業會選擇部署自己的私有物聯網絡。

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