LoRa技术给未来物联网产品带来新的起点

深圳市美力高集团有限公司　郑华开



LoRa技术给未来物联网产品带来新的起点

深圳市美力高集团有限公司郑华开

随着我国的经济的不断发展，中国市场成为了世界上最大的无线终端市场，物联网的崛起首先将会在中国市场得到了广大运行，各大通讯巨头纷纷布局，中国华、韩国三星、美国iPhone、思科、爱立信等等都对中国市场虎视眈眈。物联网崛起离不开当前信息技术、无线技术的发展，当前对于物联网无线技术主要为GSM技术，但是业界对于GSM技术并不看好。目前物联网发展为突破网络规模限制，需要一个远距离、大容量的系统功能来加强无线终端市场地位，物联网硬件物理层性能是突破500亿物联网节点的瓶颈，而软件、安全、云计算以及用户接口已经趋向于成熟。Semtech公司所推出的LoRa扩频技术更是推动了物联网的进一步发展。

LoRa技术；物联网；无线终端

1　背景概述

近年来物联网应用的不断发展，使得其不在满足于短距离通信，其正在向远距离通信发展，故低功耗广域网（LPWN）应用而生。Semtech公司在2013年发布了一种全新的无线技-LoRa技术，相对于其他无线技术，例如Sigfox、NB—IOt、GSM技术等，LoRa技术所带来的产业链发展迅速，使得其倒了商业化推广，同时Semtech公司与半导体公司合作（ST，Microchip等）合作，提供芯片级的兼容解决方案。LoRa技术主要是基于在1GHz以下的超长距离低功耗的数据传输技术，灵敏度高达-148dbm与目前业界使用广泛的sub-Ghz芯片相比，其接收灵敏度提高了20db以上，且不需要使用TCXO，引起了业界的高度关注。该产品使用的是特殊扩频技术，使得不同扩频序列的终端即使使用相同的频率也不会发生干扰，同时集成了集中器/网关。使得其能够并行处理多个节点数据，扩展了系统容量。

2　技术发展与应用

LoRa技术相对于其他无线技术的优势在于远距离传输、百万级的节点数以及高达0.3～50kbs的数据传输速率，大大增强了通信质量以及网络容量，同时LoRa信号对于建筑的穿透能力很强，这使得其更适合于大规模物联网部署。特殊扩频技术使得其通讯链路预算达到15Km左右，接受电流仅10mA，大大提高了电池使用时间。网关是IP网络与节点通信的关键，通过集成网关/集中器使得其支持多信道多数据速率的并行处理能力。

LoRa技术因其高性能、远距离、低功耗以及支持大规模组网技术，使得其在物联网技术得到了广泛应用，并且使得终端-网关方案成为物联网技术发展的理想技术方案。目前中国无线网络中主要是以2G/3G/4G为固定协议网络，故基于LoRa的物联网技术也可以采用固定协议网络进行运行，通过在现有的基站地区安装网关（集中器），通过与Ethernet连接，此方案不需要申请license，故这种蜂窝网络技术将会改变当前物联网市场发展局面。例如中国无线通信三巨头：中国移动、中国联通、中国电信，如果采用LoRa技术，通过其原有的基站网路，在基站中布局LoRa网络，大大提高网络运行速率，这对于现有无线领域发展都是极为重要的。

LoRa技术的应用需要注意这几点：距离范围、供电功耗、节点数、应用场景与成本控制。在城市场景与郊区场景，LoRa技术的距离范围都是不同的，所以对于LoRa技术的网络部署拓扑布局需要结合实际的场景来设计。LoRa技术中网关接入节点数或者终端数目至关重要，根据Semtech公司官方数据可知，一个SX1301为8个通道，通过LoRaWan协议，每天可接受150万包数据，如将应用设定为一小时一包数据，则一个SX1301网关可以处理62500个终端设备。在网络部署方面，LoRa网络区分大网（大范围网络部署）和小网（用户自设网络系统），近年来不少电信运营商使用LoRa技术进行网络部署，随着网络设备的增多，同频谱段干扰是无可避免的，这是需要进一步研究一个统一协调管理机制。

2016年中国通讯巨头中兴与美国Semtech公司开展了深度合作，双方将在LoRa芯片应用层面进行深入研究合作，并且将其运用与智慧城市领域网络建设，促进产业链的进一步发展，可见LoRa技术将可能打破当前物联网互联方面的瓶颈问题。随着智慧城市部署、城市智能化、感知以及互联的M-TCT发展，城市碎片化中断设备将会接入设备，届时LoRa技术将会打破物联网僵局，促进物联网端对端技术发展，引爆物联网发展潮流。中兴针对LoRa在各个行业的发展进行深入探讨，积极推动标准化发展，制定同意的LoRa应用规范，打造数据中国市场的LoRa应用，如技术交流平台、方案验证平台、市场合作平台、资源对接平台等等，可见未来构建运营级LPWN城市物联生态圈。

3　结论与启示

通过上述对LoRa技术的分析与应用，基于LoRa技术方案（节点+网关）对于解决物联网当前发展瓶颈，通过深入研究与探讨LORA网关/集中器在物联网应用中的功能作用，为物联网深入发展提供解决方案与技术支持。在LoRa技术中国化的发展中，需要注意中国网络2G/3G/4G的方案的影响，根据情况进行实际结合与应用，有利依托当前网络优势进行深入发展，此外还需要引导整合产业链，推动平台建设，巩固物联网产业链的地位与发展。

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