很多人不清楚LoRa是什么，而且對于“LoRa是什么”這個問題可能很難去回答，這是因為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為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，因為所有信道都調制到同一頻率;對于私有網絡，為了避免沖突，最好只有一個網絡運行。

?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;然后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，因為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。

??很多人沒有意識到的是，有一種方法可以在不使用LoRaWAN的情況下使用LoRaWAN的底層技術(又名LoRa)。例如，Link Labs的Symphony Link在Semtech的芯片上使用了一個專有的MAC層，使其更適合需要將物聯網設備安全連接到云上的企業和工業客戶。此外，許多公司在其他協議中使用LoRa芯片。

??技術上回答“什么是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(該技術為私有調制技術，目前技術細節尚未公開)。這種技術被稱為調頻(FM)Chirp。LoRa的核心技術是利用分數鎖相環(PLL)產生穩定的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本身并沒有描述物理(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，也可以稱為信號處理的掃頻)。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500萬美元收購了法國Cycleo SAS，從而收購了LoRa 無線技術。

??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。為了“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。

??這個前導信號可以設置為可變數目的“符號”，即Chipr的數目。可以想象，不同的LoRa發射器的前導信號之間沒有選擇性，但是LoRa解調器可以監聽恒定的Chirp信號(無論它是否來自預定的系統)。一個LoRa接收系統在面對常規的功率干擾和LoRa干擾時的抗干擾性能是非常重要的，這也是Symphony Link的關鍵技術。

??一旦LoRa modem被“鎖定”到前導碼，前導碼的末端由圖中所示的“反向Chirp”發出。然后開始數據傳輸，它有一系列的“符號”，這些符號的功能與M-ARY FSaK符號很相似，但發生在Chirp上，見下圖。

??LoRa的另一個強大特性是能夠解調多個“正交”或同時的同頻信號，只要它們具有不同的Chirp變化率。在數據表中，LoRa Chirp變化率稱為擴頻因子(Spread Factor)。擴頻因子越高，Chirp變化越慢。Semtech的SX1301芯片支持這一特性，能夠同時解碼許多同時的LoRa Chirp。此功能使創建大型網絡成為可能。

??LoRa特點

??LoRa聯盟成立于2015年，旨在標準化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后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;

??它主要是為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物聯網設備標準，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)和建筑施工(用于建筑門窗傳感器和建筑結構健康應用)。