LoRa技術(shù)特點(diǎn)
LoRa采用FDMA多址方式,信道帶寬從7.8kHz到500kHz可配置。LoRa支持兩種調(diào)制方式,一種是頻移鍵控(Frequency- shift keying,F(xiàn)SK),相對高數(shù)據(jù)速率(100kbit/s);另一種是LoRaTM,采用擴(kuò)頻技術(shù),應(yīng)對擴(kuò)展覆蓋場景,擴(kuò)頻因子SF=6~12,對應(yīng)64~4096倍擴(kuò)頻。當(dāng)擴(kuò)頻因子SF=12,帶寬為7.8kHz時,最大耦合損耗(Maximun Coupling Loss,MCL)可達(dá)168dB,此時物理層速率只有18bit/s;如果擴(kuò)頻因子依然為12,但帶寬擴(kuò)展到125kHz(LoRa信道)時,MCL可達(dá)到156dB,對應(yīng)的物理層速率為293bit/s。
LoRa定義的終端采用一種ALOHA的機(jī)制來隨機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù),根據(jù)是否收到應(yīng)答來檢測干擾,而不是采用先聽后發(fā)(Listen Before Talk)方式來進(jìn)行干擾避免。LoRa標(biāo)準(zhǔn)支持Class A、Class B、Class C三類終端。
Class A面向長電池壽命的應(yīng)用設(shè)計(jì),只支持終端主動發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸,數(shù)據(jù)傳輸完成后,等待2個接收周期進(jìn)入睡眠狀態(tài),直到下一次醒來主動發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸。
Class B終端會通過網(wǎng)關(guān)的信標(biāo)(Beacon)進(jìn)行同步,選擇并定期偵聽部分接收窗口(Ping Slot),網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和終端都知道這些接收窗口的時間。
Class C終端有更多的連續(xù)接收窗機(jī)會,類似于蜂窩系統(tǒng)中空閑態(tài)的不連續(xù)接收(Discontinuous Reception,DRX),在這些接收窗口等待系統(tǒng)的尋呼 Paging消息。
LoRa技術(shù)優(yōu)勢
LoRa技術(shù)優(yōu)勢包括:終端成本低、終端功耗低、鏈路預(yù)算增益高,相比UNB,LoRa技術(shù)通信速率可變(從18bit/s到幾百kbit/s)。此外,LoRa建網(wǎng)方式靈活,企業(yè)可以根據(jù)需求,在一定區(qū)域內(nèi)自行搭建基站開展業(yè)務(wù)。
LoRa終端芯片的低成本主要來自于其在數(shù)?;旌闲酒I(lǐng)域多年的積累,其推出的集成度非常高的超低成本芯片,將協(xié)議棧、基帶射頻、內(nèi)存、功放等全部集成在一起,芯片成本極低。類似于UNB技術(shù),LoRa終端芯片極低功耗主要是在給定的業(yè)務(wù)能力情況下達(dá)到的,在每天通信量極少的情況下,可以在2500mAh鋰電池的基礎(chǔ)上做到10年電池壽命;如果每天通信量增加,則電池壽命顯著下降。
LoRa技術(shù)局限
類似于UNB,LoRa終端通信能力受限主要來自于非授權(quán)頻譜,其使用不受管制,干擾無法有效規(guī)避,通信質(zhì)量無法得到保障,可靠性、數(shù)據(jù)安全也面臨較大風(fēng)險(xiǎn)。
此外,由于Semtech公司主要依靠本地的系統(tǒng)集成商提供完整的解決方案,因此端到端的系統(tǒng)定制增加了很大的成本開銷。而系統(tǒng)集成市場分散,規(guī)模較小,系統(tǒng)集成技術(shù)能力有限,很大程度上導(dǎo)致LoRa系統(tǒng)的通信質(zhì)量取決于集成商的技術(shù)能力。