LoRa无线技术解析

    Lora无线技术基础与特点

　　1.LoRa是一种低功耗广域网通信（LPWAN）技术中的一种，是Semtech公司采用和推广的一种基于扩频技术的超远距离无线传输技术。比sigfox的FSK技术更加灵敏，传送距离更远，更节能。

　　2.LoRa是物理层（PHY）协议，能被应用在几乎所有的网络技术中。

　　3.LoRa模块主要在全球免费频段运行，频率范围从137MHz-1050MHz，常见的主要是433MHz、868MHz、915MHz等

　　4.LoRa（远程）扩频技术，可解调低于-20dB的噪声。确保了高灵敏度、可靠的网络连接，同时提高了网络效率并消除了干扰。

　　5.LoRa无需再借助中继器，极大地简化了系统设计并降低了总部署成本。

　　6.相较于3G和4G蜂窝网络，LoRa无线技术对嵌入式应用而言可扩展性更强，性价比更高。

　　LoRaWAN组网

　　LoRaWAN是 LoRa联盟推出的基于开源的MAC层协议的低功耗广域网标准，为MAC层及之上，主要增加了GateWay和LoRa Server，便于远程集中式控制。是一种典型的星形拓扑结构，在这个网络架构中，LoRa网关是一个透明传输的中继，连接终端设备和后端中央服务器。网关与服务器间通过标准IP连接，终端设备采用单跳与一个或多个网关通信。所有的节点与网关间均是双向通信，同时也支持云端升级等操作以减少云端通讯时间。

　　LoRa Server

　　1.提供接入控制

　　符合LoRaWAN标准的模块、网关均能接入LoRa网络，但是互联互通存在一个鉴权的过程，目前鉴权在Server上完成。

　　2.数据传输与管理

　　Server作为网关与云端的协议处理器，能实现“网关—Server—云”间数据的双向传输、多次加密（以确保传输的安全性），并能进行传输流量统计、传输状态监测。

　　3.网关管理与配置

　　对网关进行频点配置、网关状态信息上报等，多个网关可连接到同一个LoRaWAN Server中，Server能将接收到的重复信号进行鉴别，剔出无效的数据，并选择最有效的下行网关，将“响应”高效地发送到模块终端。

　　4.终端节点管理与配置

　　Server能识别不同终端节点，对节点做出允许接入/拒绝接入响应，并能空中激活终端节点（ Over-the-Air Activation ）

　　Server能实现终端速率自适应（ADR）与漫游（即支持终端在不同网关覆盖范围内自由移动）。

　　5.云平台通信

　　Server端能进行数据格式转换与数据转发，以满足不同云平台间数据共享或传输的要求。与云平台实现计费管理，用户管理，流量控制，数据存储，大数据分析, 数据可视化等功能。

　　LoRa网关（Gateway），或称为 LoRa 基站

　　1.位处LoRa星形网络的核心位置，是终端和服务器（Server）间的信息桥梁，是多信道的收发机。

　　2.网关与网络服务器间通过标准IP进行连接，终端通过单跳与一个或多个网关进行通讯。

　　3.网关容量：在一定时间内网关接收数据包数量的能力，网关接入终端数量最终还是与网关信道数量、终端发包频率、发包字节数和扩频因子息息相关。一般2000个左右。

　　LoRa终端（Node）

　　1.LoRa终端是LoRa网络的组成部分，一般由LoRa模块和传感器等器件组成。

　　2.LoRa终端可使用电池供电，能够远程定位。

　　3.通过增加私有的协议，可以支持Node到Node间的通信。目前主要用在小区流动抄表（抄表仪也是Node，不经网关，费电，但一月一次）。

　　LoRa无线通信技术优劣势