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技術百科 | LoRa無線擴頻通信技術簡介

2019年05月10日     新浪博客

[導讀]LoRa是一種基于擴頻技術的遠距離無線傳輸技術,其實也是是諸多LPWAN通信技術中的一種,最早由美國Semtech公司采用和推廣。

一. LoRa 技術介紹

LoRa是一種基于擴頻技術的遠距離無線傳輸技術,其實也是是諸多LPWAN通信技術中的一種,最早由美國Semtech公司采用和推廣。這一方案為用戶提供一種簡單的能實現遠距離、低功耗無線通信手段。目前,LoRa 主要在ISM頻段運行,主要包括433、868、915 MHz等。

LoRa?是物理層或無線調制用于建立長距離通信鏈路。許多傳統的無線系統使用頻移鍵控(FSK)調制作為物理層,因為它是一種實現低功耗的非常有效的調 制。LoRa?是基于線性調頻擴頻調制,它保持了像FSK調制相同的低功耗特性,但明顯地增加了通信距離。線性擴頻已在軍事和空間通信領域使用了數十年, 由于其可以實現長通信距離和干擾的魯棒性,但是LoRa?是第一個用于商業用途的低成本實現。

LoRa?的優勢在于技術方面的長距離能力。單個網關或基站可以覆蓋整個城市或數百平方公里范圍。在一個給定的位置,距離在很大程度上取決于環境或障礙 物,但LoRa?和LoRaWAN?有一個鏈路預算優于其他任何標準化的通信技術。鏈路預算,通常用分貝(dB為單位)表示,是在給定的環境中決定距離的 主要因素。下面是部署在比利時是Proximus網絡覆蓋圖。隨著小量的基礎設施建設實施,可以容易地覆蓋到整個國家。

LoRa詳細介紹 請瀏覽:https://www.lora-alliance.org/What-Is-LoRa/Technology

二. LoRaWAN 協議介紹

LoRaWAN是 LoRa聯盟發布的一個基于開源MAC層協議的低功耗廣域網通信協議。主要為電池供電的無線設備提供局域、全國或全球的網絡通信協議。

LoRaWAN?定義了網絡的通訊協議和系統架構,而LoRa?物理層能夠使長距離通訊鏈路成為可能。 LoRaWAN自下而上設計,為電池壽命、容量、距離和成本而優化了LPWAN(低功耗廣域網)。對于不同地區給出了一個LoRaWAN?規范概要,以 及在LPWAN空間競爭的不同技術的高級比較

LoRaWAN網絡拓撲

LoRaWAN 網絡是一個典型的Mesh網絡拓撲結構,在這個網絡架構中,LoRa網關負責數據匯總,連接終端設備和后端云端數據服務器。網關與服務器間TCP/IP網 絡進行連接。所有的節點與網關間均是雙向通信,考慮到電池供電的場合,終端節點一般是休眠,當有數據要發送時,喚醒,然后進行數據發送。

因此,使用LoRa技術,我們能夠以低發射功率獲得更遠的傳輸距離。這種低功耗廣域技術正是大規模部署無線傳感器網絡所必須的。

LoRaWAN具體介紹請瀏覽:https://www.lora-alliance.org/For-Developers/LoRaWANDevelopers

網絡架構

在網狀網絡中,個別終端節點轉發其他節點的信息,以增加網絡的通信距離和網絡區域規模大小。雖然這增加了范圍,但也增加了復雜性,降低了網絡容量,并降低 了電池壽命,因節點接受和轉發來自其他節點的可能與其不相關的信息。當實現長距離連接時,長距離星型架構最有意義的是保護了電池壽命。

在LoRaWAN?網絡中,節點與專用網關不相關聯。相反,一個節點傳輸的數據通常是由多個網關收到。每個網關將從終端節點接所接受到的數據包通過一些回 程 (蜂窩、 以太網等)轉發到基于云計算的網絡服務器。智能化和復雜性放到了服務器上,服務器管理網絡和過濾冗余的接受到的數據,執行安全檢查,通過最優的網關進行調 度確認,并執行自適應數據速率等。

本文轉自:?http://blog.sina.com.cn/s/blog_156e62ef90102wqww.html

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