LoRa是由Semtech公司提供的超長距離、低功耗的物聯(lián)網(wǎng)解決方案。Semtech公司和多家業(yè)界領(lǐng)先的企業(yè)，如Cisco、IBM及Microchip發(fā)起建立了LoRa（Long Range，廣距離）聯(lián)盟，致力于推廣其聯(lián)盟標準LoRaWAN技術(shù)，以滿足各種需要廣域覆蓋和低功耗的M2M設(shè)備應用要求。目前LoRaWAN已有成員150多家，我國中興等多家公司也參與其中，并且在歐洲數(shù)個國家進行了商業(yè)部署，國內(nèi)也在抄表、石油生產(chǎn)監(jiān)測等領(lǐng)域獲得了應用。

　　LoRa的技術(shù)特點

　　LoRa的物理層和MAC層設(shè)計充分體現(xiàn)了對物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)業(yè)務(wù)需求的考慮。LoRa物理層利用擴頻技術(shù)可以提高接收機靈敏度，同時終端可以工作于不同的工作模式，以滿足不同應用的省電需求。

　　LoRa網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中包括應用終端、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和業(yè)務(wù)服務(wù)器等。其中，應用終端節(jié)點完成物理層、MAC層和應用層的實現(xiàn)：網(wǎng)關(guān)完成空口物理層的處理；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器負責進行MAC層處理，包括自適應速率選擇、網(wǎng)關(guān)管理和選擇、MAC層模式加載等；應用服務(wù)器從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器獲取應用數(shù)據(jù)，進行應用狀態(tài)展示、即時告警等。MAC層可遵循聯(lián)盟標準的 LORaWAN協(xié)議，也可以遵循各廠商制定的MAC協(xié)議。

　　LoRa物理層和MAC層設(shè)計

　　LoRa為半雙工系統(tǒng)上行、下行工作在同一頻段。目前國內(nèi)單芯片支持的LoRa系統(tǒng)帶寬為2 Mbps，包括8個固定帶寬為125 kbps的信道，每個固定帶寬的信道之間需要125 kHz的保護帶，則至少需要2 Mbps系統(tǒng)帶寬。每個信道支持6種擴頻因子SF7～SF12，擴頻因子加1則增加2.5dB的接收機靈敏度。

　　終端采用隨機信道選擇方式進行干擾規(guī)避，每次終端在進行上行數(shù)據(jù)發(fā)送或者數(shù)據(jù)重發(fā)時，都會在8個信道中隨機選擇一個信道進行。終端和網(wǎng)關(guān)的通信可選用不同的速率，即不同的SF，速率的選擇需要權(quán)衡通信距離或信號強度、消息發(fā)送時間等因素，使得終端獲取最大的電池壽命并使網(wǎng)關(guān)容量最大化。當鏈路環(huán)境好時，可以使用較低的擴頻因子，即較大的數(shù)據(jù)速率：而當終端遠離網(wǎng)關(guān)、鏈路環(huán)境較差時，可以增大擴頻因子以獲取更高的靈敏度，但同時數(shù)據(jù)速率會降低。對于125 kbps固定帶寬的信道而言，數(shù)據(jù)速率為250 bps～5 kbps，可以在一個相當大的范圍內(nèi)進行選擇。

　　終端工作模式

　　LoRa設(shè)計終端有三種不同的模式，即Class A、Class B和Class C，但一段時間內(nèi)終端只能工作于一個模式，每種模式可由軟件進行加載。不同的模式適用于不同的業(yè)務(wù)模型和省電模式，目前廣泛使用的是Class A類工作模式，以適應loT應用的省電需求。

　　Class A（雙向終端設(shè)備）：A類終端設(shè)備提供雙向通信，但不能進行主動的下行發(fā)送。每個終端的發(fā)送過程會跟隨兩次很短的下行接收窗口，下行發(fā)送時隙是根據(jù)終端需要和很小的隨機量決定的，因此A類終端最省電。

　　Class B（支持下行時隙調(diào)度的雙向終端）：B類終端兼容A類終端，并且支持接收下行信標（Beacon）信號以保持和網(wǎng)絡(luò)的同步，以便在下行調(diào)度的時間上進行信息監(jiān)聽，因此功耗會大于A類終端。

　　Class C（最大接收時隙的雙向終端）：C類終端僅在發(fā)射數(shù)據(jù)的時刻停止下行接收窗口適用于大量下行數(shù)據(jù)的應用。與A類和B類終端相比，C類終端最耗電，但對于服務(wù)器到終端的業(yè)務(wù)，C類模式的時延最小。