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LoRa 是LPWAN通信技術(shù)中的一種，是美國Semtech公司采用和推廣的一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離無線傳輸方案。目前，LoRa主要在全球免費(fèi)頻段運(yùn)行，包括433、868、915MHz等。其最大特點(diǎn)是靈敏度高、傳輸距離遠(yuǎn)、工作功耗低、組網(wǎng)節(jié)點(diǎn)多等特點(diǎn)。
雖然NB-IoT來勢洶洶，但LoRa技術(shù)已經(jīng)在世界各地都有落地的商業(yè)項(xiàng)目，技術(shù)成熟度上已經(jīng)處于領(lǐng)先地位。在最近幾年，LoRa技術(shù)還是大有用武之地的。本文就帶大家快速了解一下LoRa技術(shù)的基本內(nèi)容。
LoRa低功耗的秘密
我們知道在通信系統(tǒng)中距離和功耗就是一對兒天然的矛盾。發(fā)射功率降下來，那傳播距離必然就近了。那么LoRa是如何解決這一矛盾的？根本原因是LoRa提高了接收機(jī)的靈敏度，從而擁有超強(qiáng)的鏈路預(yù)算，也就不需要很高的發(fā)射功率了。LoRa接收端靈敏度要?dú)w功于直接序列擴(kuò)頻技術(shù)。LoRa采用了高擴(kuò)頻因子，從而獲得了較高的信號增益。一般FSK的信噪比需要8dB，而LoRa只需要-20dB。
另外LoRa還應(yīng)用了前向糾錯編碼技術(shù)，在傳輸信息中加入冗余，有效抵抗多徑衰落。雖然犧牲了一些傳輸效率，但有效提高了傳輸可靠性，畢竟LoRa也不需要多高的傳輸速率。
LoRa組網(wǎng)
LoRa網(wǎng)絡(luò)主要由終端（可內(nèi)置LoRa模塊）、網(wǎng)關(guān)（或稱基站）、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器以及應(yīng)用服務(wù)器組成。應(yīng)用數(shù)據(jù)可雙向傳輸。
LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是一個典型的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在這個網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，LoRa網(wǎng)關(guān)是一個透明傳輸?shù)闹欣^，連接終端設(shè)備和后端中央服務(wù)器。終端設(shè)備采用單跳與一個或多個網(wǎng)關(guān)通信。所有的節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)關(guān)間均是雙向通信。
LoRa終端設(shè)備
LoRa的終端節(jié)點(diǎn)可能是各種設(shè)備，比如水表氣表、煙霧報警器、寵物跟蹤器等。這些節(jié)點(diǎn)通過LoRa無線通信首先與LoRa網(wǎng)關(guān)連接，再通過3G網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)絡(luò)，連接到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中。網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間通過TCP/IP協(xié)議通信。
LoRa網(wǎng)絡(luò)將終端設(shè)備劃分成A/B/C三類：
Class A：雙向通信終端設(shè)備。這一類的終端設(shè)備允許雙向通信，每一個終端設(shè)備上行傳輸會伴隨著兩個下行接收窗口。終端設(shè)備的傳輸時隙是基于其自身通信需求，其微調(diào)基于ALOHA協(xié)議。
Class B：具有預(yù)設(shè)接收時隙的雙向通信終端設(shè)備。這一類的終端設(shè)備會在預(yù)設(shè)時間中開放多余的接收窗口，為了達(dá)到這一目的，終端設(shè)備會同步從網(wǎng)關(guān)接收一個Beacon，通過Beacon將基站與模塊的時間進(jìn)行同步。
Class C：具有最大接收窗口的雙向通信終端設(shè)備。這一類的終端設(shè)備持續(xù)開放接收窗口，只在傳輸時關(guān)閉。
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