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遠距離無線通信解決方案:悄然發(fā)展的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

聯(lián)網(wǎng)已成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的內(nèi)在需求,無線連接技術(shù)也不再滿足于近距離通信,正在向著距離更遠覆蓋更廣的方向發(fā)展

聯(lián)網(wǎng)已成為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的內(nèi)在需求,無線連接技術(shù)也不再滿足于近距離通信,正在向著距離更遠覆蓋更廣的方向發(fā)展,于是低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)應(yīng)運而生。LoRa作為低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)中的一種無線技術(shù),相對于其他無線技術(shù)(如Sigfox、NB-IOT等),LoRa產(chǎn)業(yè)鏈較為成熟、商業(yè)化應(yīng)用較早,這使得LoRa方案(終端+網(wǎng)關(guān))成為物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模推廣應(yīng)用的一種理想的技術(shù)選擇。

LoRa是物理層或無線調(diào)制用于建立長距離通信鏈路。許多傳統(tǒng)的無線系統(tǒng)使用頻移鍵控FSK調(diào)制作為物理層,因為它是一種實現(xiàn)低功耗的非常有效的調(diào)制。LoRa是基于線性調(diào)頻擴頻調(diào)制,它保持了像FSK調(diào)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(lǐng)域使用了數(shù)十年,由于其可以實現(xiàn)長通信距離和干擾的魯棒性,于是首先實現(xiàn)了商業(yè)化。

LoRa與LoRaWAN

LoRa的優(yōu)勢在于技術(shù)方面的長距離能力。單個網(wǎng)關(guān)或基站可以覆蓋整個城市或數(shù)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(huán)境或障礙物,但LoRa和LoRaWAN有一個鏈路預(yù)算優(yōu)于其他任何標(biāo)準(zhǔn)化的通信技術(shù)。鏈路預(yù)算,通常用分貝(dB為單位)表示,是在給定的環(huán)境中決定距離的主要因素。

LoRaWAN定義了網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu),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(shè)計,為電池壽命、容量、距離和成本而優(yōu)化了LPWAN(低功耗廣域網(wǎng))。對于不同地區(qū)給出了一個LoRaWAN規(guī)范概要,以及在LPWAN空間競爭的不同技術(shù)的高級比較。

在LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點是異步的通信的,當(dāng)其要發(fā)送的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好的時候通信,無論是事件驅(qū)動還是時間調(diào)度。在網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)或同步網(wǎng)絡(luò),如蜂窩,節(jié)點必須經(jīng)常喚醒以同步網(wǎng)絡(luò),并檢查消息。這個同步明顯消耗能量,是減少電池壽命第一推手。在最近一項研究中,GSMA對不同解決LPWAN空間的技術(shù)進行了比較,LoRaWAN比其他技術(shù)選擇有3到5倍的優(yōu)勢。