每當(dāng)有人問我“什么是LORA"時，如果我不知道他問我這個問題是出于什么原因，我也很難知道該如何才能回答他這個問題，因為LORA不僅僅指的是一個事物，所以就這個問題下面就讓成都億佰特電子科技有限公司的小編來為大家統(tǒng)一解答。
從技術(shù)上來說LORA是一種無線電調(diào)制方案——一種使用Chirp的多符號各種來調(diào)制無線電信號的方法；
LORA技術(shù)也是指支持調(diào)制的系統(tǒng)，包括LORA的芯片和網(wǎng)關(guān)；
有時又是指物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的LORA通信網(wǎng)絡(luò)
從本質(zhì)上來說，LORA芯片造價非常低廉，但是卻又擁有很高的接受靈敏度和低誤碼率（BER）。這也就意味著在低速的應(yīng)用場景中，使用LORA可以獲得比使用其它同等價格的無線電技術(shù)更遠(yuǎn)的
LoRaWAN是一個建立在LoRa之上的媒體訪問控制(MAC)層協(xié)議，使用Semtech的LoRa調(diào)制方案構(gòu)建（LoRa只是一個物理層協(xié)議）。然而，LoRaWAN很少用于工業(yè)(私有網(wǎng)絡(luò))應(yīng)用場景，它更適合公共廣域網(wǎng)，因為所有信道都調(diào)制到相同頻率；對于私有網(wǎng)絡(luò)，為了避免沖突，最好只有一個網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)行。
上圖是LoRaWAN的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖，網(wǎng)絡(luò)中的所有網(wǎng)關(guān)都綁定到同一個服務(wù)器，服務(wù)器決定哪個網(wǎng)關(guān)應(yīng)該響應(yīng)傳輸。在一個大型網(wǎng)絡(luò)中，任何給定的傳輸通常都被多個接收器檢測到;然后服務(wù)器通知一個網(wǎng)關(guān)響應(yīng)，其它網(wǎng)關(guān)忽略傳輸。這個過程有助于避免上下行的沖突，因為只有一個網(wǎng)關(guān)在傳輸，而重疊的網(wǎng)關(guān)可以簡單地偵聽其它傳輸。
許多人沒有意識到的是，有一種方法可以在不使用LoRaWAN的情況下使用LoRaWAN的底層技術(shù)（也就是LoRa）。例如，Link Labs的Symphony Link在Semtech的芯片上使用了一個專有的MAC層，使其更適合需要將物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備安全地連接到云上的企業(yè)和工業(yè)客戶。除此之外，還有很多公司在其它協(xié)議中使用LoRa芯片。
從技術(shù)角度講，LoRa是一種獨特的調(diào)制方式。
Semtech射頻部件(SX1272、SX1276/7/8收發(fā)芯片)集成了LoRa調(diào)制技術(shù)（該技術(shù)為私有調(diào)制技術(shù)，目前技術(shù)細(xì)節(jié)尚未公開），該技術(shù)被稱為調(diào)頻（FM）Chirp。LoRa的核心技術(shù)是使用分?jǐn)?shù)鎖相環(huán)(PLL)產(chǎn)生穩(wěn)定的Chirp信號。其它調(diào)制格式包括頻移鍵控(FSK)、相移鍵控(PSK)等。有一點很重要：LoRa本身并沒有描述物理(RF介質(zhì))層之上的系統(tǒng)功能。
首先看一下Chirp信號（這個詞來源于同名鳥類的叫聲的信號特點，對于信號處理來講也可稱作掃頻）。Chirp的特點是信號的頻率以一定的規(guī)律變化，而FSK的信號只會在兩個頻點切換。下圖是線性Chirp信號時域圖。
Semtech在2012年以500萬美元收購了法國Cycleo SAS，從而獲得了LoRa無線技術(shù)。
調(diào)制解調(diào)器在處理LoRa消息時能夠?qū)hirp信號進(jìn)行濾波，因此獲得額外的處理增益，提高接收靈敏度。為了“鎖定”LoRa信號，需要傳輸一個長時間的“恒定Chirp”前導(dǎo)信號(見Figure 1)。這就是Lora的獨特之處——使用廉價的芯片和晶體可以獲得非常高的接收靈敏度。
這個前導(dǎo)信號可以設(shè)置為一個可變數(shù)量的“符號”，也就是Chirp的數(shù)量?？梢韵胂螅煌琇oRa發(fā)射器的前導(dǎo)信號之間沒有任何選擇性，但是LoRa解調(diào)器可以監(jiān)聽到在適當(dāng)?shù)念l率和Chirp變化速率下的恒定Chirp信號（不管它是否來自預(yù)定的系統(tǒng)）。一個LoRa接收系統(tǒng)在面對常規(guī)的功率干擾和LoRa干擾時的抗干擾性能是非常重要的，這也是Symphony Link的關(guān)鍵技術(shù)。
一旦LoRa調(diào)制解調(diào)器“鎖定”到前導(dǎo)信號，前導(dǎo)信號的結(jié)束由圖1中所示的“反向Chirp”發(fā)出。然后開始數(shù)據(jù)傳輸，它有一系列的“符號”，這些符號的功能很像M-ARY FSK符號，但發(fā)生在Chirp上，見Figure 2。
LoRa的另一個強(qiáng)大功能是能夠解調(diào)幾個“正交”或同時發(fā)出的同頻信號，只要它們有不同的Chirp變化速率。在數(shù)據(jù)手冊中，LoRa Chirp變化速率被稱為擴(kuò)頻因子(Spread Factor)，擴(kuò)頻因子越高，Chirp變化越慢。Semtech的SX1301芯片支持這項功能，有能力同時解碼許多同時發(fā)出的LoRa Chirp，這項功能使得創(chuàng)建大型網(wǎng)絡(luò)成為可能。
建立這樣一個LoRa網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)需要大量的開發(fā)。從LoRa到一個無線系統(tǒng)，就好比從一個BPSK無線芯片到一個WiFi網(wǎng)絡(luò)。大型網(wǎng)絡(luò)的OSI第2層及以上功能包括網(wǎng)關(guān)、中繼器、尋址、自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率、消息重試、消息確認(rèn)和大容量OFDM下行信號，這些功能是LoRaWAN和Symphony Link等系統(tǒng)的功能。
LoRa聯(lián)盟創(chuàng)立于2015年，旨在LoRa網(wǎng)絡(luò)MAC功能標(biāo)準(zhǔn)化。LoRa聯(lián)盟開發(fā)了LoRaWAN協(xié)議，方便移動網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商使用未授權(quán)頻譜與網(wǎng)絡(luò)中的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通信。
下面列出了關(guān)于LoRaWAN的一些細(xì)節(jié)：
LoRaWAN是一個多訪問協(xié)議的服務(wù)器端實現(xiàn)，旨在減少大量端點的沖突。它需要一個服務(wù)器應(yīng)用程序在網(wǎng)絡(luò)連接上運(yùn)行MAC功能；
LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)通常采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中網(wǎng)關(guān)是在終端設(shè)備和后端中央網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器之間中繼消息的透明橋；
客戶邏輯構(gòu)建到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中；
它主要是為具有多個端點的僅上行應(yīng)用程序設(shè)計的，或者只需要少量下行消息的應(yīng)用程序(受應(yīng)用程序或端點數(shù)量的限制)；
同一網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)需要同步；
終端設(shè)備和網(wǎng)關(guān)之間的通信分布在不同的頻率和數(shù)據(jù)速率上。傳輸距離和數(shù)據(jù)速率之間需要權(quán)衡（也就是說，傳輸距離越遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)速率越低）；
不同的數(shù)據(jù)速率互不干擾，并創(chuàng)建一組“虛擬”通道來增加網(wǎng)關(guān)的容量；
LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器通過自適應(yīng)數(shù)據(jù)速率(ADR)方案管理每個終端設(shè)備的數(shù)據(jù)速率和RF輸出，該方案通常每24小時更新一次；
多層安全/加密(網(wǎng)絡(luò)級和應(yīng)用級的EUI64和設(shè)備特定的EUI128密鑰)；
AES CCM(128位)用于加密和身份驗證；
工作范圍在發(fā)射時間占空比ETSI 1%和10%的范圍內(nèi)，工作在868波段；
根據(jù)草案，B類向下鏈路節(jié)點可以每1秒到128秒輪詢一次信標(biāo)(現(xiàn)在使用IBM的LMiC提供的工程原型)，信標(biāo)周期為128秒(2^n)，其中n為0到7；
天線分集，因為所有網(wǎng)關(guān)都監(jiān)聽相同的上行信道。
一些公司正以有趣的方式使用全部LoRa技術(shù)和LoRaWAN技術(shù)。中國自行車共享公司OfO曾為其自行車配備LoRa設(shè)備和無線射頻技術(shù)，以確定自行車的位置，在中國180多個城市運(yùn)營。
LoRa網(wǎng)絡(luò)利用率的另一個例子來自加州圣羅莎市的PNI傳感器公司。PNI使用基于LoRaWAN的無線連接來提供實時的城市停車數(shù)據(jù)，使司機(jī)更容易找到可用的停車位來進(jìn)行街內(nèi)外的公共和私人停車管理。其最終目標(biāo)是減少交通擁堵和碳排放，這些都是由于司機(jī)為了找到停車位而反復(fù)折返造成的。
許多行業(yè)正在利用開放的LoRaWAN物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，包括農(nóng)業(yè)(用于灌溉/水位監(jiān)測和蟲害控制)、公用事業(yè)(用于智能電表、照明和能源管理場景)和建筑施工(用于建筑門窗傳感器和建筑結(jié)構(gòu)健康應(yīng)用)。
也有很多公司做的是不基于LoRaWAN的LoRa網(wǎng)絡(luò)。
如果你想建立在運(yùn)營商擁有和運(yùn)營的公共網(wǎng)絡(luò)上，LORAWAN就是一個非常不錯的選擇，在這個領(lǐng)域有很多硬件和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供服務(wù)，所以有很多的選擇也是一個非常大的優(yōu)勢。但是圍繞LORAWAN開發(fā)和部署一個系統(tǒng)的過程相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，如果你在射頻協(xié)議或者無線系統(tǒng)和規(guī)劃方面沒有太多的專業(yè)知識或者經(jīng)驗，這將是一個挑戰(zhàn)，你還需要考慮部署LORAWAN網(wǎng)絡(luò)是否能夠滿足需求。在一些情況下，使用自定義協(xié)議可能效果更好，你所要做的就是講數(shù)據(jù)發(fā)送到已經(jīng)編寫好的節(jié)點，以便鏈接到云。
今天的分享就到這里啦，EBYTE每一天都致力于更好的助力物聯(lián)化、智能化、自動化的發(fā)展，提升資源利用率，更多產(chǎn)品更多資料，感興趣的小伙伴可以登錄我們的億佰特官網(wǎng)和企業(yè)公眾號（微信號：cdebyte）進(jìn)行了解，也可以直接撥打400電話咨詢技術(shù)專員！
