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       LoRa一詞取自英文的LongRange兩個單詞的首字母Lo和Ra，代表遠(yuǎn)距離的意思。LoRa原本為一種線性調(diào)頻擴(kuò)頻的物理層調(diào)制技術(shù)，最早由法國幾位年輕人創(chuàng)立的一家創(chuàng)業(yè)公司Cycleo推出，2012年Semtech收購了這家公司，將這一調(diào)制技術(shù)實現(xiàn)到芯片中，并取名“LoRa”。Semtech公司基于LoRa技術(shù)開發(fā)出一整套LoRa通信芯片解決方案，包括用于網(wǎng)關(guān)和終端上不同款的LoRa芯片，開啟了LoRa芯片產(chǎn)品化之路。

       不過，僅有基于LoRa調(diào)制技術(shù)的芯片還遠(yuǎn)不足以撬動廣闊的物聯(lián)網(wǎng)市場，在此后的發(fā)展歷程中，Semtech為促進(jìn)其他公司共同參與到LoRa生態(tài)中，于2015年3月聯(lián)合Actility、Cisco和IBM等多家廠商共同發(fā)起創(chuàng)立LoRa聯(lián)盟，并推出不斷迭代的LoRaWAN規(guī)范，催生出一個由全球近千家廠商支持的廣域組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，從而形成廣泛的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。圖1-1所示為LoRa聯(lián)盟現(xiàn)狀。

       與這一生態(tài)相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品設(shè)計、應(yīng)用案例都是由多個廠商共同參與推動的，這些也是形成目前龐大產(chǎn)業(yè)生態(tài)更為關(guān)鍵的元素。而它們并不屬于Semtech單個公司所有，比如LoRaWAN規(guī)范是一個全球多個廠商共同參與的開放標(biāo)準(zhǔn)，任何組織或個人都可以根據(jù)這一規(guī)范進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)部署。

圖1-1LoRa聯(lián)盟介紹

1.1.1 LoRa技術(shù)與現(xiàn)狀 1.LoRa技術(shù)概述

        LoRa常采用星狀網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)關(guān)以星狀連接終端節(jié)點，但終端節(jié)點并不綁定唯一網(wǎng)關(guān)，相反，終端節(jié)點的上行數(shù)據(jù)可發(fā)送給多個網(wǎng)關(guān)。理論上來說，用戶可以通過Mesh、點對點或者星狀的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和架構(gòu)實現(xiàn)靈活組網(wǎng)。

        LoRa主要在全球免費頻段運行（即非授權(quán)頻段），包括433MHz、470MHz、868MHz、915MHz等。LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架由終端節(jié)點、網(wǎng)關(guān)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器四部分組成，應(yīng)用數(shù)據(jù)可雙向傳輸。

        LoRa是創(chuàng)建長距離通信連接的物理層無線調(diào)制技術(shù)，屬于線性調(diào)制擴(kuò)頻技術(shù)（ChirpSpreadSpectrum，CSS）的一種，也叫寬帶線性調(diào)頻（ChirpModulation）技術(shù)。相較于傳統(tǒng)的FSK（Frequency-shiftKeying，頻移鍵控）技術(shù)以及其他穩(wěn)定性和安全性不足的短距離射頻技術(shù)，LoRa在保持低功耗的同時極大地增加了通信范圍，且CSS 技術(shù)數(shù)十年已經(jīng)廣受軍事和空間通信所采用，具有傳輸距離遠(yuǎn)、抗干擾性強(qiáng)等特點。

        此外，LoRa技術(shù)不需要建設(shè)基站，一個網(wǎng)關(guān)便可控制較多設(shè)備，并且布網(wǎng)方式較為靈活，可大幅度降低建設(shè)成本。

        LoRa因其功耗低、傳輸距離遠(yuǎn)、組網(wǎng)靈活等諸多特性與物聯(lián)網(wǎng)碎片化、低成本、大連接的需求十分的契合，因此被廣泛部署在智慧社區(qū)、智能家居和樓宇、智能表計、智慧農(nóng)業(yè)、智能物流等多個垂直行業(yè)，前景廣闊。LoRa基本技術(shù)指標(biāo)如下：

•    傳輸距離：城鎮(zhèn)可達(dá)5km，郊區(qū)可達(dá)15km。

•    工作頻率：ISM頻段包括433MHz、470MHz、868MHz、915MHz等。

•    標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.15.4g、LoRaWAN。

•    調(diào)制方式：基于擴(kuò)頻技術(shù)，CSS的一個變種，具有前向糾錯（ForwardErrorCorrection，F(xiàn)EC）能力，屬于Semtech公司私有專利技術(shù)。

•    容量：一個LoRa網(wǎng)關(guān)可以連接成千上萬個LoRa節(jié)點。

•    電池壽命：長達(dá)10年。

•    安全：AES128位加密。

•    傳輸速率：18b/s～62.5kb/s。

2.LoRa市場發(fā)展與現(xiàn)狀概述

       大約從2014年起，國內(nèi)首批企業(yè)開始研發(fā)基于LoRa的相關(guān)產(chǎn)品。截至2019年，LoRa已經(jīng)從一個小范圍使用的小無線技術(shù)成長為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域無人不曉的事實標(biāo)準(zhǔn)。

       科技巨頭紛紛入局LoRa、加入LoRa聯(lián)盟，可以看出各企業(yè)都希望借助LoRa這個切入點來確立自身在物聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的地位。阿里和騰訊兩大互聯(lián)網(wǎng)巨頭將LoRa作為其物聯(lián)網(wǎng)布局的重要入口，主推的LinkWAN平臺和TTN平臺對于產(chǎn)業(yè)鏈上下游的帶動作用非常明

顯。另外，中國鐵塔、中國聯(lián)通以及中國廣電等也開始針對LoRa產(chǎn)業(yè)進(jìn)行布局，進(jìn)一步促進(jìn)其在各行業(yè)應(yīng)用的落地。

       從目前的市場結(jié)構(gòu)看，國內(nèi)已有上千家企業(yè)參與到LoRa產(chǎn)業(yè)生態(tài)中，呈現(xiàn)出大中小型企業(yè)、傳統(tǒng)企業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)共同參與的格局。國內(nèi)提供給LoRa發(fā)展的產(chǎn)業(yè)大環(huán)境不斷轉(zhuǎn)好，LoRa聯(lián)盟自身力量也在不斷壯大。據(jù)資料顯示，2019年國內(nèi)LoRa芯片出貨量已超過3000萬

片，且按照年化50%的增速發(fā)展。