LoRa究竟是一种什么样的技术?
LoRa技术
LoRa是LPWAN通信技术中的一种,是美国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方案。LoRa的名字就是远距离无线电(LongRangeRadio),目前,LoRa主要在全球免费频段运行,包括433、868、915MHz等。
LoRa的特性
传输距离:城镇可达2-5Km,郊区可达15Km。
工作频率:ISM频段包括433、868、915MH等。
标准:IEEE802.15.4g。
调制方式:基于扩频技术,线性调制扩频(CSS)的一个变种,具有前向纠错(FEC)能力,semtech公司私有专利技术。
容量:一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。
电池寿命:长达10年。
安全:AES128加密。
传输速率:几百到几十Kbps,速率越低传输距离越长,这很像一个人挑东西,挑的多走不太远,少了可以走远。
LoRa网络架构
在网状网络中,个别终端节点转发其他节点的信息,以增加网络的通信距离和网络区域规模大小。虽然这增加了范围,但也增加了复杂性,降低了网络容量,并降低了电池寿命,因节点接受和转发来自其他节点的可能与其不相关的信息。当实现长距离连接时,长距离星型架构最有意义的是保护了电池寿命。
如果把网关安装在现有移动通信基站的位置,发射功率20dBm,(100mW),那么在高建筑密集的城市环境可以覆盖2公里左右,而在密度较低的郊区,覆盖范围可达10公里。该网关/集中器还包含MAC层协议,对于高层它是透明的。
LoRa网络主要由终端(可内置LoRa模块)、网关(或称基站)、网络服务器以及应用服务器组成。应用数据可双向传输。
LoRaWAN网络架构是一个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。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。
LoRa终端设备
LoRa的终端节点可能是各种设备,比如水表气表、烟雾报警器、宠物跟踪器等。这些节点通过LoRa无线通信首先与LoRa网关连接,再通过3G网络或者以太网络,连接到网络服务器中。网关与网络服务器之间通过TCP/IP协议通信。
LoRa网络将终端设备划分成A/B/C三类:
ClassA:双向通信终端设备。这一类的终端设备允许双向通信,每一个终端设备上行传输会伴随着两个下行接收窗口。终端设备的传输时隙是基于其自身通信需求,其微调基于ALOHA协议。
ClassA设备的功耗最低,基站下行通信只能在终端上行通信之后
ClassB:具有预设接收时隙的双向通信终端设备。这一类的终端设备会在预设时间中开放多余的接收窗口,为了达到这一目的,终端设备会同步从网关接收一个Beacon,通过Beacon将基站与模块的时间进行同步。
ClassB终端可以使基站知道终端正在接收数据
ClassC:具有最大接收窗口的双向通信终端设备。这一类的终端设备持续开放接收窗口,只在传输时关闭。ClassC设备拥有最长的接收窗口,也最耗电。
LoRa究竟是一种什么样的技术?想必大家看完后都有所认识了吧。