LoRa开发1：LoRa设计10问（下）

6问：LoRa的竞争对手有哪些？

答：在LPWAN（Low Power Wide Area Network，低功耗广域网）有代表性的3种技术是：LoRa、Sigfox和LTE-M（包括NB-IoT）。它们技术参数对比如下：

参数LoRaSigfoxLTE-M频段ISM免费频段ISM免费频段电信授权频段通信速率300~37.5kbps100或500bps20kbps发射功耗低低高接收功耗低（10~12mA）低（10~13mA）中（20～30mA）全双向是否是抗干扰优（扩频调制）差（窄带BPSK）中扩展性优差未知支持定位支持不支持不支持节点可移动支持不支持不支持节点可漫游支持支持支持部署进度芯片已经上市，

网关低成本

网关复杂

成本高

芯片未上市，

标准建设中

7问：LoRa为什么能传输得更远？

答：无线通信的距离受很多因素的影响，包括：衰减、损耗、噪声、大气吸收、多径和折射。长期以来，要延长通信距离，最直接的手段是增大发射功率，即提高E_b/N₀（每位信号能量与每赫兹噪声功率密度的比值），这种方式不能满足低功耗的要求。

后来人们发现，扩频技术可以得到如下收益：从各种类型的噪声和多径失真中获得免疫性；得到信噪比的增益。换句话说，使用扩频通信抗干扰性更强，通信距离更远，LoRa的长距离源自此处。

LoRa扩频调制的示意图如下所示，用户数据的原始信号与扩展编码位流进行XOR（异或）运算，生成发送信号流，这种调制带来的影响是传输信号的带宽有显著增加（扩展了频谱）。

8问：SX1276/8和SX1301是什么？

答：SX1276/8是semtech公司推出的LoRa终端芯片，单信道，前者面向欧美市场（支持862～1020MHz），后者面向中国市场（不支持支持862～1020MHz）。从硬件设计，到软件驱动，都开源设计，用户可以免费下载。

SX1301是semtech公司推出的LoRa网关芯片，8个LoRa信道，1个FSK信道，可以看成是FPGA+8路LoRa调制解调器。该芯片是semtech的核心利益块，从数据手册，到硬件参数，到软件驱动，到协议算法，都不公开；仅当用户缴纳付费，成为LoRa Alliance的会员，才能获得相关资料和技术。

SX1301的体系结构如下图所示，有2个前端芯片SX1255/7处理信号，推荐GPS提供精确时钟，通过SPI与MCU连接。

9问：LoRa网关一定是LoRaWAN+SX1301吗？

答：从广义上讲，网关是连接2个不同网络的设备。如果一个设备，它能将LoRa无线网络和Internet连接起来，它就是一个LoRa网关。

根据应用场合不同，LoRa网关至少可以分为：便携式，轻量级，区域级，电信级；前2者，容纳的LoRa节点较少，通信带宽较低，LoRa网关可以使用SX1276/8；后2者需要SX1301，甚至多片SX1301。

如果网关和终端都使用一家公司的，私有协议可以工作；当然，要连接不同厂家的LoRa设备，甚至国际化，那就需要遵循LoRaWAN协议。

10问：LoRa前景如何？

答：要预判一个年青（才3年）的物联网技术前景是很难的，除了技术外，有商业模式，有政治因素（保证基础数据安全和带动本国就业等）。我们试着把LoRa在国际和国内的竞争对手比较下，可能聪明的您就能看到它的前景。

表1 国际

项目LoRaSigfoxLTE-M商业模式Semtech提供技术

其他公司组成物联网

法国Sigfox公司成为

全球物联网运营商

改进现有LTE技术

为运营商谋取更多利益

部署成本低较高高资金来源出售芯片和收取会费风险投资运营商投资财务风险低，有持续收入极高，资金链断裂致命较低，现有业务支撑

表2 国内

项目LoRaNB-IoT运营者Semtech提供技术

其他公司组成物联网

华为公司提供技术

运营商组成物联网

终端成本小于5美金5～10美金网关成本塔式基站约1000美金；

工业基站约500美金；

升级LTE基站不少于15000美金频段与质量免费频段，网络质量稍差授权频段，网络质量好能耗低，特别适合电池供电较低，同步与蜂窝调制有额外能耗部署时间表13年发布芯片

整个产业链相对较为成熟

17年上半年发布模块

产业链受频段、运营商等限制

技术优势低功耗，低成本，高度灵活较高传输速率和频繁通信适合场景自主区域网络

智慧农业、智能建筑、物流追踪，设备监测等

政府公共事业

智能电表、零售终端、自动化制造

目前，相对于NB-IoT，LoRa是当前最成熟、稳定的窄带物联网通讯技术，其自由组网的私有网络远优于运营商持续不断收费的NB网络，且LoRa一次组网终身不需缴费。但是应用LoRa进行物联网通讯开发难度大、周期长、进入门槛高。据了解，为降低物联网行业创业者进入门槛，协成智慧提供了一整套成熟LoRaWAN源代码+LoRa Gateway网关定制方案，极大缩减了创业者在物联网链路调通上所耗费的半年周期与巨额开发代价，便于快速切入物联网具体应用，打造属于自己的独立物联网运营品牌。