LoRa無(wú)線技術(shù)解析

    Lora無(wú)線技術(shù)基礎(chǔ)與特點(diǎn)

　　1.LoRa是一種低功耗廣域網(wǎng)通信（LPWAN）技術(shù)中的一種，是Semtech公司采用和推廣的一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸技術(shù)。比sigfox的FSK技術(shù)更加靈敏，傳送距離更遠(yuǎn)，更節(jié)能。

　　2.LoRa是物理層（PHY）協(xié)議，能被應(yīng)用在幾乎所有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中。

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

　　4.LoRa（遠(yuǎn)程）擴(kuò)頻技術(shù)，可解調(diào)低于-20dB的噪聲。確保了高靈敏度、可靠的網(wǎng)絡(luò)連接，同時(shí)提高了網(wǎng)絡(luò)效率并消除了干擾。

　　5.LoRa無(wú)需再借助中繼器，極大地簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)并降低了總部署成本。

　　6.相較于3G和4G蜂窩網(wǎng)絡(luò)，LoRa無(wú)線技術(shù)對(duì)嵌入式應(yīng)用而言可擴(kuò)展性更強(qiáng)，性價(jià)比更高。

　　LoRaWAN組網(wǎng)

　　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(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，為MAC層及之上，主要增加了GateWay和LoRa Server，便于遠(yuǎn)程集中式控制。是一種典型的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，LoRa網(wǎng)關(guān)是一個(gè)透明傳輸?shù)闹欣^，連接終端設(shè)備和后端中央服務(wù)器。網(wǎng)關(guān)與服務(wù)器間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)IP連接，終端設(shè)備采用單跳與一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)關(guān)通信。所有的節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)間均是雙向通信，同時(shí)也支持云端升級(jí)等操作以減少云端通訊時(shí)間。

　　LoRa Server

　　1.提供接入控制

　　符合LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)的模塊、網(wǎng)關(guān)均能接入LoRa網(wǎng)絡(luò)，但是互聯(lián)互通存在一個(gè)鑒權(quán)的過(guò)程，目前鑒權(quán)在Server上完成。

　　2.數(shù)據(jù)傳輸與管理

　　Server作為網(wǎng)關(guān)與云端的協(xié)議處理器，能實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)關(guān)—Server—云”間數(shù)據(jù)的雙向傳輸、多次加密（以確保傳輸?shù)陌踩裕?，并能進(jìn)行傳輸流量統(tǒng)計(jì)、傳輸狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

　　3.網(wǎng)關(guān)管理與配置

　　對(duì)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行頻點(diǎn)配置、網(wǎng)關(guān)狀態(tài)信息上報(bào)等，多個(gè)網(wǎng)關(guān)可連接到同一個(gè)LoRaWAN Server中，Server能將接收到的重復(fù)信號(hào)進(jìn)行鑒別，剔出無(wú)效的數(shù)據(jù)，并選擇最有效的下行網(wǎng)關(guān)，將“響應(yīng)”高效地發(fā)送到模塊終端。

　　4.終端節(jié)點(diǎn)管理與配置

　　Server能識(shí)別不同終端節(jié)點(diǎn)，對(duì)節(jié)點(diǎn)做出允許接入/拒絕接入響應(yīng)，并能空中激活終端節(jié)點(diǎn)（ Over-the-Air Activation ）

　　Server能實(shí)現(xiàn)終端速率自適應(yīng)（ADR）與漫游（即支持終端在不同網(wǎng)關(guān)覆蓋范圍內(nèi)自由移動(dòng)）。

　　5.云平臺(tái)通信

　　Server端能進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，以滿足不同云平臺(tái)間數(shù)據(jù)共享或傳輸?shù)囊蟆Ｅc云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)計(jì)費(fèi)管理，用戶管理，流量控制，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，大數(shù)據(jù)分析, 數(shù)據(jù)可視化等功能。

　　LoRa網(wǎng)關(guān)（Gateway），或稱為 LoRa 基站

　　1.位處LoRa星形網(wǎng)絡(luò)的核心位置，是終端和服務(wù)器（Server）間的信息橋梁，是多信道的收發(fā)機(jī)。

　　2.網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器間通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)IP進(jìn)行連接，終端通過(guò)單跳與一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行通訊。

　　3.網(wǎng)關(guān)容量：在一定時(shí)間內(nèi)網(wǎng)關(guān)接收數(shù)據(jù)包數(shù)量的能力，網(wǎng)關(guān)接入終端數(shù)量最終還是與網(wǎng)關(guān)信道數(shù)量、終端發(fā)包頻率、發(fā)包字節(jié)數(shù)和擴(kuò)頻因子息息相關(guān)。一般2000個(gè)左右。

　　LoRa終端（Node）

　　1.LoRa終端是LoRa網(wǎng)絡(luò)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(yuǎn)程定位。

　　3.通過(guò)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(dòng)抄表（抄表儀也是Node，不經(jīng)網(wǎng)關(guān)，費(fèi)電，但一月一次）。

　　LoRa無(wú)線通信技術(shù)優(yōu)劣勢(shì)