不同的商业模式
首先，我们需要明确的是，LoRa和NB-IoT最基本的运营模式截然不同。
NB-IoT是运营商代理建设的网络，业主无需考虑基站部署。NB-IoT可以在通信基站本身的基础上进行改造，不需要很多的工作量就可以进行组网。那么 *** 作员就可以掌握该数据通道进行计费。那么运营商只要掌握了该数据通道就可以轻而易举的进行收费。
但同时，网络拥有者无法控制网络质量。如果存在信号盲区，也不可能对网络进行优化，为盲区信号进行补充。而且，数据的保密性对所有者来说也是无法控制的。
与NB-IoT恰恰相反，LoRa是企业自建网络。业主可以独立控制网络质量，运营数据掌握在业主手中。他们还可以根据业务需要扩展网络。
用户无需依赖运营商即可完成LoRa网络部署，不仅布局更快，成本也更低。在社区、农场、工业园区等封闭区域，特别是NB-IoT信号较弱的室内和地下环境，LORA技术优势就突显出来了。由于LoRa技术的兴起，如果民企想要涉足远距离通信，非授权频段就是一个完美的选择。
不同的工作频段
NB-loT工作在授权频段，也就是专门分配的频段。业主不能在这个频段内发送信号。国内三大运营商：电信、移动和中国联通都参与了NB-IoT，现在华为也在大力推广这一技术。
LoRa在无证频段工作，只能在某些频段工作。NB-IOT必须由运营商提供，并且必须使用运营商的网络。这就是国内运营商支持NB-IOT技术的原因。
不同的运营成本
1 NB-loT由运营商进行网络建设，用户承担NB模块硬件费用和NB-loT运营商的网络租赁费。
2LoRa为自建网络，用户只需承担LoRa模块费用+LoRa基站费用。
模块功耗不同
1、目前NB功耗高于LORA，但具体比较与终端数据接收和发送频率有较大关系；高频应用对NB功耗影响较大，与休眠/唤醒机制关系较大，而LORA受此影响较小。
2、如果是低频采集，比如一个月一次，那么NB的功耗可以保证几年的使用寿命，完全可以支撑应用；如果是高频采集，比如每小时一次，甚至半小时，预计NB的功耗至少是LoRa的3倍以上。
NB-loT的应用场景
(1)共享单车
(2)智能抄表（业主对采集频率不高，对网络可用性没有高要求的）
(3)蓄水/管网监测
(4)智能穿戴系列
(5)智能停车
(6)道路停车检测器
(7)矿区、采掘业、郊区重工业等领域和郊区
(8)区域集中式：例如，大学、普教、园区等场所
LoRa的应用场景
（1）智能抄表（对网络可用性有高要求）
（2）道路泊车检测器
（3）野外郊区作业，如矿业、采掘业、郊区重工业等；
（4）区域集中型（用户希望建设私网）
LoRa与NB-IOT的发展前景
与NB-IOT相比LoRa仍具有一定的优势。一个是自由度，因为NB-IOT依赖于运营商的基础网络建设。在许多情况下，运营商的基础设施不在覆盖范围内，而LoRa是一个自主网络。一些公司不喜欢将数据传输给其他公司，甚至运营商，因此一些公司会选择部署自己的LoRa网络，在安全性方面LoRa更胜一筹。
虽然LoRa的口碑不如NB-IOT，但就资历而言，LoRa绝对比NB-IOT强势得多。
LoRa改变了传输功耗和传输距离的平衡，改变了嵌入式通信领域的局面。给人们一种全新的技术，可以实现远距离、长续航、大系统容量和低成本的硬件。
随着LoRa联盟的推进，LoRa的产业链已经非常成熟。从基础芯片、模块到设备制造，都有相关厂商。在中国，LoRa可能没有NB-IOT那么出名，但在世界上，LoRa是非常受欢迎的。世界上有52家运营商正在部署LoRa网络，100多个国家正在进行试点。
5月8日，工信部发布的关于推进物联网发展的通知中，明确提出要构建完整的NB-IoT产业链，并且提出了NB-IoT的覆盖目标，并且大力扶持NB-IoT的发展。NB-IoT是一个风口，NB-IoT产业链也大有可为，但还想需要网络、芯片模块、平台等共同努力促进物联网发展。图一和图二显示LoraWAN体系架构网络相关模式（NRM）
End-device
终端设备是一个传感器或者是一个执行器。终端是通过无线网关接入到LoraWAN网络中。终端设备的应用层去连接到一个特殊的云端应用服务。终端设备应用层的payload被路由到响应的应用服务。
Radio Gateway
网关转发接到到的所有Lorawan报文到网络服务通过IP主干网络。网关 *** 作整个物理层。他的角色就是简单的解码从终端发发出的上行空口报文然后转发到网络服务而不做任何处理。相反的，对于下行报文，网关对于来自网络服务的请求只进行传输而不做任何的payload报文干涉。
Network Server
网络服务简称NS，在终端设备连接到网络中做为Lorawan MAC层的终结点。它是星星网络拓扑的中心点。
功能描述如下：
1、终端地址校验
2、数据帧认证和计数校验
3、报文确认
4、数据速率协商
5、响应所有来自终端的MAC层请求
6、转发上行应用层payload到适当的应用服务
7、对于任何应用服务器到终端的下行报文进行排队
8、转发在终端设备和接入服务器之间的join-request和join-accept报文
在一个漫游架构中，一个NS根据终端设备是否是漫游状态可能扮演三个不同的角色。
服务NS(sNS-Serving Network Server)控制终端的MAC层。
本地NS（hNS-Home Network Server）存储着设备的属性，服务的属性，路由属性和终端设备的DevEUI。hNS与接入服务Join Server直接交互用来处理设备的接入。它与应用服务AS建立连接。在漫游协议中，hNS和sNS被分离开。上下行报文在sNS和hNS服务之间转发。
转发NS（fNS）是用来管理网关的NS服务。在漫游协议中，sNS和fNS被分离。在整个架构中可能存在一个或者多个fNS服务。上下行报文在fNS和sNS服务之间转发。
接入服务
接入服务（JS-Join Server）管理终端设备OTA激活处理。在整个架构中，可能会存在多个JS服务连接到一个NS，一个JS也有可能同时连接到多个NS服务。
终端设备接入过程中，通过Join-request的JoinEUI字段询问查询接入哪个JS。每一个JS服务由唯一的JoinEUI区别。注意在在LoraWAN10/102协议中，Join-reques的tAppEUI字段被重命名为JoinEUI在LoraWAN11中。在该文档中JoinEUI这个术语被用来去代替LoraWAN10/1/02中的AppEUI。
JS服务包含处理上行的Join-request帧和声称下行的Join-accept帧。它也负责网络会话密钥与应用会话密钥的生成。它将给终端生成的网络会话密钥传输给NS，将生成的应用会话密钥传输给应用服务AS。
对于每个终端设备来说，JS服务的目的将包含如下信息：
1、DevEUI
2、AppKey
3、NwkKey
4、本地网络服务（hNS）标识
5、应用服务（AS）标识
6、网络服务（NS）的选择
7、终端设备LoraWAN的版本
NwkKey和APPKey只保存在JS服务和终端设备里，他们绝不允许发送给NS或者AS。
通过所有的安全解决方案，在终端设备和后台服务提供安全、存储和使用NwkKey和APPKey是必要的。关于安全解决方案不包括在该文档中。然而，安全解决方案可能包括SE（Secure Elements）和HSM（Hardware Security Modules）。
关于哪些信息被包括到JS服务中不在该文档中描述因为JS服务会存在差异。可能通过一个web portal或者通过一系列的API。
JS和NS将能够建立安全的交互通过提供给终端认证、完整性、重放保护和机密性。JS服务将通过安全的传输方式传递应用会话密钥到AS服务。
JS服务可能会与多个AS建立连接，同时一个AS也可能会有多个JS建立连接。
JS和AS将通过终端认证、完整性、重访保护和机密性来保证安全的交互。
Application Server（AS服务）
AS服务处理终端设备的所有应用层的payload并提供应用层的服务给最终用户。同时也负责生成所有应用层的下行palyload到终端设备。
在整个架构中，可能会存在多个AS连接到一个NS，也可能一个AS连接到多个NS服务。一个NS也能同时连接到多个JS。
hNS根据终端的DevEUI将终端的上行报文路由到某一个AS。
此外上述提到的网络元素，LoraWan架构定义了这些实体之间交互的接口：
hNS-JS：这个接口被用来支持入网激活流程在JS和NS之间。
vNS-JS：这个接口用来做漫游激活流程。该接口用来检索终端相对应的hNS的NetID。
ED-NS：这个接口是用在LoraWAN协议中，终端设备和NS之间MAC层信号和payload传输使用。
AS-hNS：这个接口用来定义传输应用层的payload并且交换数据在AS和NS服务之间。
hNS-sNS：这个接口是用来定义在hNS和sNS之间漫游信号和payload传输。
sNS-fNS：这个接口是用来定义sNS和fNS之间的漫游信号和payload传输。
AS-JS：这个接口是用来定义在JS和AS之间传输应用会话密钥。
在这之前，我们通过《从陌生到认识——LoRa技术》知道了LoRa，在这之后，我们或许可以将LoRa技术落地应用。
首先，什么是LoRa网关？ 网关功能和大小都和WIFI路由器差不多，它用来接收节点（终端）发射的数据，然后通过互联网把数据转送到LoRa应用服务器。
常用的LoRa网关芯片有：
以 Dragino 网关为例，Dragino LG08 网关使用了一个网关芯片（SX1301)，两个射频前端芯片(SX1257)，可以同时监听8路+1路LoRa信号，接收灵敏度为 -140dBm，支持LoRaWAN协议标准。
大部分网关的设计都可以同时接收8 路不同射频频率的信号
因为，LoRa网关有8个LoRa信号接收信道，这信道好比马路上的车道，如果马路有八条车道，即可以同时实现八辆车并排通行，如果要求每一种类型的车仅能行驶在固定的车道，那么，八车道的马路同时并排的八辆车必须是不同类型的，LoRa网关也如是，它只能同时接八种不同类的信号（频率和SF不同），如果同一时间有大量节点发射数据，网关的信道被占满后，会放弃其他多余的信号。
LoRa信道冲突是很常见的，所以节点发射信号要有协议规定，例如信号占空比，每个节点每次发射信号占用的时间不能超过规定的时间，否则视为不遵守规则。 网关可以通过硬件设计方式，例如添加节点芯片，实现LBT——listen-before-talk，LBT的作用是监控信道是否被占用，在某些国家（日、韩）是强制要求网关实现这个功能的，因为这些国家面积小，人口又比较多，通信频道容易拥塞，使用LBT能提高信道效率。
网关容量的计算比较复杂，如果终端按每3分钟发射一次数据，数据长度为50B去估算，网关接纳终端的数量是900个左右。
具体要计算网关接纳终端的容量，受很多因素制约，其中至关重要的是通道多址接入控制协议，多址接入协议分类有：
1固定多址接入，典型的有频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、 码分多址(CDMA)、空分多址(SDMA)。
2随机多址接入，靠随机数控制，典型的协议有ALOHA, CSMA。
3基于预约的多址接入，数据发射前先进行通道预约，原理和日常预约挂号差不多。
LoRaWAN一般有8路信道，每路信道是相互独立的，我们只要分析其中一路信道，计算其容量，再乘以8就可以计算出网关的容量。
以Dragino LG08网关的其中一个信道为例进行分析，首先，需要统计网关覆盖区域内的所有终端节点的发包长度、ADR后的扩频因子、发包频率这些参数。通过LoRa计算工具（计算公式）计算出LoRaWAN模式下不同扩频因子对应的传输速率，并计算出每个终端节点的每个包的飞行时间，然后进行加权平均和数据处理。
处理方法如下：
很明显LoRa的网关容量是足够大的，物联网节点设备每天的发包率大多数都很低，一个Dragino LG08网关每天可以支持几十万（粗略估算 )条上行数据，计算公式： 。
如果考虑下行数据，上行的数据包总量会有所减少，大概会减少 20%~50%的上行数据容量。
如果使用Dragino的新款网关LIG16（SX1302方案），上述数据容量会明显增大，1302的信道的吞吐量要比1301大 倍。
基本上，LoRaWAN网络的信道容量是足够的，网关布置的关键是要考虑信号的覆盖问题。
LoRa节点芯片亦发展到了第二代，第一代为SX127X系列，第二代为SX126X系列，新产品性能必须要比旧产品性能好，SX126X对比旧版的优势有：
可以通过使用温补晶体或电路开槽的方案解决。
空中飞行时间可以通过公式计算得到：
是单个码元的时间， 是数据包码元总数。
数据包长度值最小是1B，最大长度需要满足国家地区无线电规范。 需要注意的是，每增加1B长度的数据，其空中飞行时间不会连续增加，而是增加一定字节的数据后一次性增加时间。
这是因为数据发射前要经过LoRa芯片的交织编码处理，而交织编码器有一定的容余空间。
例如在 SF = 7 的配置下，交织器的容量是 ，其中有 是有效载荷， 发送1B~3B的数据都是用5个码元，发送4B数据时，就要10个码元数，而10个码元可以容纳56b（7B）有效载荷。
LoRa通过无线电波传输，无线电波从发射天线发出，沿不同途径和方式到达接收天线，传输到达的距离远近和电波的频率、极化方式、传播的路径等有关。
电波的理想路径是在真空传输，没有阻挡，舒舒服服。
在实际的应用环境中存在各种障碍物，使电波的传播产生反射、绕射和衍射等非理想传输方式，造成距离计算的多样性和复杂性。
无线电波极限距离可以用公式表达为：
弗里斯传输方程是讨论，在自由空间的一个射频发射和接收系统中，发射功率、接收功率与天线增益、传输距离之间的关系。
当发射天线与接收天线的方向系数 都为1时，设发射天线辐射功率 与接收天线的最佳接收功率 的比值为 ， 得公式：
D=1时，无方向性发射天线的功率密度：
D=1时，无方向性接收天线的接收面积：
该天线的接收功率为：
于是自由空间传播损耗为：
当电波频率提高一倍或距离增加一倍时，自由空间传播损耗分别增加6dB 。
如果考虑天线增益影响，发射天线增益系数为 ， 接收天线为 ，可以导出公式：
这就是弗里斯传输公式 ，它还有很多变形，利用公式可计算收发设备间的最远工作距离 。
电磁波传播过程中存在额外衰减，定义为衰减因子：
相应的衰减损耗为：
A与工作频率、传播距离、媒质电参数、地貌地物、传播方式等因素有关。
基本传输损耗：
在路径传输损耗 为客观存在的前提下，降低链路传输损耗L的重要措施就是提高收、发天线的增益系数。
链路预算用来估算信号能成功从发射端传送到接收端之间的最远距离。
一个系统中链路预算等于其发射机的最大输出功率与接收机最高灵敏度的差值，用dB表示。当系统的链路预算大于路径损耗时，可以实现通信。
接收信号强度（RSSI）常用 表示， 用来判断链接质量，其表达式为：
理论上两颗简单的SX1262芯片就可以实现地球和月球之间的无线通信。
实际应用可以通过增大发射功率或者改善天线架设环境等措施去增加无线传输距离。
LoRa技术的性能大体讨论到这里，更高深的知识还待去学习更新。
LoRa终端参数的配置需要具体参考您所使用的LoRa模块或芯片的数据手册和配置工具。但是，以下是一些通用的步骤，可以帮助您开始配置LoRa终端参数：1、确定您的LoRa模块或芯片型号和规格。通常，您可以在相关的数据手册中找到您需要的参数和值。
2、确定您所使用的频率带。根据您的国家或地区，您可能需要遵守不同的频率规定。请务必检查相关的法规和要求，以确保您的设备符合规定。
3、配置LoRa终端的通信参数。这些参数包括发送功率、扩频因子、带宽、编码速率等。您可以根据您的应用需求和目标范围进行调整。
4、配置终端的数据格式和协议。例如，您可以选择使用LoRaWAN协议或其它专有协议。
5、确认您的配置并进行测试。在您将LoRa终端部署到实际应用中之前，最好进行一些测试，以确保您的设备可以正常工作，并且能够满足您的要求。
需要注意的是，LoRa终端参数的配置可能因不同的LoRa模块和芯片而有所不同。因此，最好在开始之前仔细阅读您所使用的设备的文档和数据手册，或者向设备厂商或LoRa社区寻求帮助。
欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）