电源网概述LoRaWAN物联网通信技术

什么是LoRaWAN？为应对全球标准化组织3GPP发起的NB=IoT技术，思科(Cisco)、IBM和升特(Semtech)等多家厂商在2015年共同创立的LoRa联盟发起了LoRaWAN物联网技术：

 

对于LoRaWAN技术，Bouygues CEO Richard Viel说：“LoRaWAN非常适用于补充M2M蜂窝联网的传感器电池和低功耗应用”。

Actility总裁Olivier Hersent说：“有了LoRaWAN，可以用最小的基础设施投资一些基站覆盖所有城市或国家，不用再像传统网络需要在前期推出和维护成千上万个节点。”

IBM首席研发师Dr. Thorsten Kramp说：“为了鼓励低成本的大规模应用，远距离M2M联网关键在于开放的生态系统，IBM在对LoRA联盟的支持外还发布了EPL授权的IBM版“LoRaWAN in C”源码。”

FLASHNET CEO Mozes Lorand说：“LoRaWAN已经把我们试验过的路灯管理方案inteliLIGHT带到了一个全新水平，是一个规则改变者，使得安装整个系统更加简单和快速，同时以最低的成本、前所未有的广度和无限的智能城市应用。”

Proximus CTO Geert Standaert说：“LPWAN作为优秀的连接方案很好地补充了现有的M2M行业。为了应用部署专用的方案和全球分布的传感器，需要一个保证协作的开放标准，因此，LoRaWAN R1.0协议是LoRA联盟及其成员的一项重大进步。”

在LoRaWAN的工作模式中，其网络架构作为一个典型的星形拓扑结构，LoRa网关在这个网络架构中是一个透明的中继，连接终端设备和服务器。所以LoRaWAN系统主要分为三部分：节点/终端、网关/基站，以及服务器，如下图所示：

其中，网关与服务器通过标准IP连接，服务器分为网络服务器、应用服务器，具有鉴权接入、频点配置、网关状态信息上报等功能，而终端设备采用单跳与一个或多个网关通信，所有的节点均是双向通信。LoRa网关和模块间以星形网方式组网，而LoRa模块间理论上可以点对点轮询的方式组网，但是点对点轮询效率要远远低于星形网。网关可以实现多通道并行接收,同时处理多路信号，这大大增加了网络容量。采用Lora也可以实现测距和定位。LoRaWAN的工作模式如下图：

这种工作模式定义了三种终端设备基本覆盖了物联网的所有场景：

这三种终端设备分别是Class A属于双向通信终端设备，Class B具有预设接收槽的双向通信终端设备，Class C具有最大接收槽的双向通信终端设备，详情如下图：

LoRa的工作模式抗干扰强、隐蔽性好、通信距离长、功耗低，得益于线性调频扩频调制技术，线性扩频已在军事和空间通信领域使用了数十年，LoRa是其第一个低成本的商业应用，LoRa调制示意图：

LoRa调制参数表：

在LoRaWAN的众多优势中，近期快速发展的是相关的定位技术，比如Semtech在去年推出了LoRaWAN的定位应用，低成本是LoRaWAN的显著优势，LoRa联盟众多的企业会员也将加速推动LoRaWAN的未来应用。

比起3GPP组织的会员如欧洲电信标准化委员会)、日本无线行业企业协会和电信技术委员会)、中国通信标准化协会、韩国电信技术协会和北美世界无线通讯解决方案联盟等，LoRa联盟的企业会员更多些：

其中韩国SK电讯（SK Telecom）目前已经在韩国全境部署了使用模拟混合信号半导体厂商Semtech 的LoRa无线RF技术实现的低功耗广域网（LPWAN），LoRaWAN在众多会员的支持下在全球市场也有了大规模的部署： 

从上图看见，没有部署国家空白主要是在非洲，非洲地广人稀大部分国家比较落后还没有普及电力，而另一大空白格陵兰岛比较寒冷鸟无人烟不能部署，其他小的空白在中东地区战乱频繁不宜部署等，在其他国家和地区，众多的企业会员也将继续推动LoRaWAN在全球的市场发展。