LoRa（Long Range）是Semtech开发的LPWAN协定，是依chirp展频（CSS）技术衍生的展频调变技术为基础[1]。是由法国格勒诺布尔的Cycleo公司所发展，后来被LoRa Alliance的创立成员Semtech所收购[2]。
| 开发单位 | Semtech |
|---|---|
| 规范发布 | 2003年5月 |
| 使用于 | 工业、科学 |
| 连接装置类型 | SPI/I2C |
| 相容的硬件 | SX1278 |
| 范围 | 10km+ |
特征
LoRa用不需申请许可的次GHz射频频段，例如433 MHz、868 MHz（欧洲）、915 MHz（澳大利亚及北美洲）及923 MHz（亚洲）。LoRa可以在低能耗下进行长距离的通讯（在乡村可以传输超过10公里）[3]。此技术包括了物理层，而像其他的技术及协定（例如LoRaWAN）包括了上层的协定。其资料率可以从27 Kbps到0.3 Kbps，依扩散因子而定[4]。
2018年1月发布了新的LoRa芯片组，相较于旧的产品，其功耗降低，传输功率提高，体积也比较小[5]。
LoRa设备有geolocation能力，用在设备的位置三边量测，利用网关的时间戳记进行[6]。
LoRa和LoRaWAN让许多产业的物联网设备有长程的连线能力[7]。
LoRaWAN的增程器（Range extender）称为LoRaX。
LoRa物理层
LoRa使用专用的展频调变技术，类似chirp展频的扩展。展频LoRa调变的做法是将酬载的每一个位元用多个chirp资讯来表示。展频资料送出的速率是符号率，正常符号率和chirp之间的比例是扩散因子（spreading factor、SF）表示每一位元资料对应的符号数[1]。LoRa可以在固定的频寛下，在灵敏度和资料率之间取舍, 选择扩散因子（在7到12之间）。高SF表示每秒送出的chirp越多，因此每秒编码的资料也较多。低SF表示每秒送出的chirp越少，因此每秒编码的资料也较少。传送相同长度的资料，高SF花的传输时间（称为通话时间）会比较长。通话时间越长，表示modem运作时间越长，也越耗能。高SF的好处是通话时间长，让接收者比较有机会取样到信号的功率，灵敏度会比较好[8]
此外，LoRa用前向纠错码来提升抗干扰能力。LoRa的宽范围可以用高无线网络链路预算来表示，约155 dB至170 dB[9]。
LoRaWAN
LoRa定义了通讯栈中较低的物理层，没有定义上层的网络协定。有许多协定可以定义LoRa上层的网络协定，LoRaWAN（long range wide-area network）就是其中之一。LoRaWAN是以云为基础的介质访问控制（MAC）层协定，但其作用类似网络层，管理LPWAN网关和终端节点之间的通讯，类似路由协定，由LoRa联盟维护。
LoRaWAN定义通讯协定以及网络的系统架构，由LoRa物理层进行长距离的通讯。LoRaWAN也负责管理所有节点的通讯频率、码率单位及功率[10]。网络中的设备是异步的传输，在有资料可送出时就会送出。终端节点送出的信号会由多个网关接收，会将资料封包往前转输到中心化的网络服务器[11]。网络服务器会过滤重复的封包，进行安全检查，并且管理网络[来源请求]，之后会将资料送到应用服务器[12]。此一技术在中等负载下有高可靠度，不过有些和发送“收到”（acknowledgements）讯号有关的性能问题[13]。
LoRa联盟（LoRa Alliance （页面存档备份，存于互联网档案馆））是符合501(c)(6)[20]的组织，在2015年建立，目的是为了支援LoRaWAN协定，也确保所有LoRaWAN产品以及技术的互操作性。LoRa联盟是开放、非营利的组织，其成员已超过500个[21]，其中有包括IBM、Everynet、Actility、Microchip、Orange公司、思科系统、荷兰皇家电信、瑞士电信、Semtech等[22]。2018年时，LoRa联盟已有超过100个LoRaWAN网络，分布在超过100个国家[23]。
相关条目
- DASH7：有关LoRa的网络栈
- IEEE 802.11ah：非专有的低功率长距离标准
- NB-IoT
- LTE Cat M1
- Helium Systems：以类似技术建立的专有通讯系统
- MIoTy：针对感测器网络的次GHz LPWAN技术。
参考资料
延伸阅读
外部链接
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