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  很多人不清楚LoRa是什麽，而且對于“LoRa是什麽”這個問題可能很難去回答，這是因爲LoRa可能不僅僅意味著是一件事：

  技術上來說，LoRa是一種無線電調制方案——利用Chirp的多符號格式調制無線電信號的方法;

  LoRa也指支持調制的系統，包括LoRa芯片和網關;

  有時在物聯網應用中稱爲LoRa通信網絡。

  從本質上講，LoRa芯片價格低，但具有較高的接收靈敏度和較低的誤碼率(BER)。這意味著在低速應用場景中，使用LoRa比使用其他同等價格的無線電技術可以實現更長的傳輸距離。

  LoRaWAN

  LoRaWAN是基于LoRa的媒體訪問控制(MAC)層協議，采用Semtech的LoRa調制方案(LoRa只是物理層協議)。然而，LoRaWAN更適合于公共廣域網，因爲所有信道都調制到同一頻率;對于私有網絡，爲了避免沖突，最好只有一個網絡運行。

  上圖爲LoRaWAN網絡架構圖。網絡中的所有網關都綁定到同一服務器。服務器決定哪個網關應該響應傳輸。在大型網絡中，任何給定的傳輸通常由多個接收器檢測到;然後服務器通知一個網關響應，而其他網關忽略該傳輸。這個過程有助于避免上行鏈路和下行鏈路的沖突，因爲只有一個網關在傳輸，而重疊的網關可以簡單地監聽其他傳輸。

  很多人没有意识到的是，有一种方法可以在不使用LoRaWAN的情况下使用LoRaWAN的底层技术(又名LoRa)。例如，Link Labs的Symphony Link在Semtech的芯片上使用了一个专有的MAC层，使其更适合需要将物联网设备安全连接到云上的企业和工业客户。此外，许多公司在其他协议中使用LoRa芯片。

  技術上回答“什麽是LoRa”

  從技術角度來看，LoRa是一種獨特的調制方法。

  Semtech的RF組件(SX1272、SX1276/7/8收發器芯片)集成了LoRa調制技術(該技術爲私有調制技術，目前技術細節尚未公開)。這種技術被稱爲調頻(FM)Chirp。LoRa的核心技術是利用分數鎖相環(PLL)産生穩定的Chirp信號。其他調制格式包括頻移鍵控(FSK)和相移鍵控(PSK)。一個重要的觀點是：LoRa本身並沒有描述物理(RF介質)層之上的系統功能。

  首先看Chirp信號(這個術語是從同名鳥類的信號特征中派生出來的，也可以稱爲信號處理的掃頻)。Chirp的特點是信號的頻率變化具有一定的規律性，而FSK信號只在兩個頻點上進行切換。下圖是線性Chirp信號的時域圖。

  LoRa物聯網協議

  2012年，Semtech以500万美元收购了法国Cycleo SAS，从而收购了LoRa 无线技术。

  調制解調器在處理LoRa信息時可以對Chirp信號進行濾波，從而獲得額外的處理增益，提高接收靈敏度。爲了“鎖定”LoRa信號，需要發送一個長的“恒定Chirp”信號(見下圖)。這就是LoRa獨特之處，它使用較低價格的芯片和晶體就可以用來實現非常高的接收靈敏度。

  这个前导信号可以设置为可变数目的“符号”，即Chipr的数目。可以想象，不同的LoRa发射器的前导信号之间没有选择性，但是LoRa解调器可以监听恒定的Chirp信号(无论它是否来自预定的系统)。一个LoRa接收系统在面对常规的功率干扰和LoRa干扰时的抗干扰性能是非常重要的，这也是Symphony Link的关键技术。

  一旦LoRa modem被“锁定”到前导码，前导码的末端由图中所示的“反向Chirp”发出。然后开始数据传输，它有一系列的“符号”，这些符号的功能与M-ARY FSK符号很相似，但发生在Chirp上，见下图。

  LoRa的另一个强大特性是能够解调多个“正交”或同时的同频信号，只要它们具有不同的Chirp变化率。在数据表中，LoRa Chirp变化率称为扩频因子(Spread Factor)。扩频因子越高，Chirp变化越慢。Semtech的SX1301芯片支持这一特性，能够同时解码许多同时的LoRa Chirp。此功能使创建大型网络成为可能。

  LoRa特點

  LoRa聯盟成立于2015年，旨在標准化LoRaMAC的功能。LoRa聯盟開發了LoRaWAN協議，允許移動網絡運營商使用未經授權的頻譜與網絡中的物聯網設備進行通信。

  LoRaWAN是一種多訪問協議的服務器端實現，旨在減少與大量端點的沖突。需要一個服務器應用程序在網絡連接上運行MAC功能;

  LoRaWAN網絡結構通常采用星型拓撲結構，其中網關是在終端設備和後端中央網絡服務器之間中繼消息的透明橋;

  客戶端邏輯內置于web服務器中;

  它主要是爲具有多個端點的僅上行應用程序設計的，或者只需要少量下行消息的應用程序(受應用程序或端點數量的限制);

  同一網絡中的網關需要同步;

  終端設備和網關之間的通信分布在不同的頻率和數據速率上。傳輸距離和數據速率之間需要權衡(也就是說，傳輸距離越遠，數據速率越低);

  許多行業正在利用開放的LoRaWAN物聯網設備標准，包括農業(用于灌溉/水位監測和蟲害控制)、公用事業(用于智能電表、照明和能源管理場景)和建築施工(用于建築門窗傳感器和建築結構健康應用)。