LoRa技术特点及优势分析

低功耗广域网（LPWAN，Low Power Wide Area Network）技術是一种革命性的物联网无线接入新技术，与Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等现有成熟商用的无线技术相比，具有远距离、低功耗、低成本、覆盖容量大等优点，适合于在长距离发送小数据量且使用电池供电方式的物联网终端设备。LPWAN作为一个新兴的、刚起步的技术，其市场普遍被看好，各厂商争先研究LPWAN，参与标准制定，设商用试点，市场呈现百家争鸣、蓬勃发展的态势。

LoRa技术特点及优势

作为LPWAN技术之一，LoRa具备长距离、低功耗、低成本、易于部署、标准化等特点。

LoRa采用线性扩频调制技术，高达157 dB的链路预算使其通信距离可达15 km以上（与环境有关），空旷地方甚至更远。相比其他广域低功耗物联网技术（如Sigfox），LoRa终端节点在相同的发射功率下可与网关或集中器通信更长距离。LoRa采用自适应数据速率策略，最大网络优化每一个终端节点的通信数据速率、输出功率、带宽、扩频因子等，使其接收电流低达10 mA，休眠电流小于200 nA，低功耗从而使电池寿命有效延长。LoRa网络工作在非授权的频段，前期的基础建设和运营成本很低，终端模块成本约为5美元。LoRaWAN是联盟针对LoRa终端低功耗和网络设备兼容性定义的标准化规范，主要包含网络的通讯协议和系统架构。LoRaWAN的标准化保证了不同模块、终端、网关、服务器之间的互操作性，物联网方案提供商和电信运营商可以加速采用和部署。

现有许多部署好的网络都采用了网状结构，每个单独节点要通过其他节点传递信息，这不仅增加了网络的复杂性，而且缩短了电池寿命。相反，LoRa网络架构是一个典型的星形拓扑结构，当实现长距离连接时，终端节点和网关可直接进行信息交互，有效减少网络复杂性和能量损耗，延长电池寿命。 

（1）终端节点（含传感器）：包括物理层、MAC层和应用层的实现，使用LoRa线性扩频调制技术，遵守LoRaWAN协议规范，实现点对点远距离传输。

（2）网关/集中器：完成空中接口物理层的处理。网关负责接收终端节点的上行链路数据，然后将数据聚集到一个各自单独的回程连接，解决多路数据并发问题，实现数据收集和转发。终端设备采用单跳与一个或多个网关通信，所有的节点均是双向通信。网关和网络服务器通过以太网回传或任何无线通信技术（如2G、3G、4G）建立通信链路，使用标准的TCP/IP连接。

（3）网络服务器：负责进行MAC层处理，包括消除重复的数据包、自适应速率选择、网关管理和选择、进程确认、安全管理等。

（4）应用服务器：从网络服务器获取应用数据，管理数据负载的安全性，分析及利用传感器数据，进行应用状态展示、即时警告等。

LoRa是一种适合于具有低功耗、低成本、远距离等需求的广域物联网应用的非授权频谱网络技术，目前已在全球内广泛部署使用。面对授权频谱广域网络技术NB-IoT发展所带来的挑战，LoRa应该在NB-IoT还没成熟商用之前，积极推动挖掘出更多具有实用性、高效性的应用，给用户提供更优质的物联网服务，培养用户粘性，快速实现LoRa应用和节点数量的高增长，在未来广域物联网的竞争中占据重要的一席之地。