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物联网是一种在因特网上延伸和扩展的网络,它把各种信息感知设备与因特网结合起来,实现人、机、物之间的泛在互联。据有关机构预计,到2025年底,全球物联网设备的数量有望突破21亿。与此同时,物联网市场前景广阔,价值巨大。GSMA全球移动通信系统协会智囊团预计,到2025年全球物联网市场收入将达到1.1万亿美元。
低功耗广域网(LPWAN,low power wide area network)是一项新兴的物联网技术,旨在使终端设备在数千米之外以低速率与数千米之外的网关通信数年。LPWAN技术极大地改善了物联网的连接性能,增加了物联网的覆盖深度。当前已开发的LPWAN技术包括窄带物联网(NB-IoT,narrowbandInternetofthings)、Sigfox、Weightless-P和LoRaWAN等等。由于LPWAN具有长距离、低功耗等特点,因此LPWAN成为物联网技术的重要组成部分。
LoRaWAN作为LPWAN的代表技术之一,具有三大特点。
1)非授权频谱:LoRaWAN是在ISM(industrial scientific medical)上运行,与NB-IoT等使用许可频谱的LPWAN技术不同,LoRaWAN不依赖于服务商提供的网络基础结构,用户可根据需要自行设置。
2)低功率:LoRaWAN终端设备只有1μα。为了一些特殊的应用,LoRaWAN终端设备可以在10年内无需更换电池。
3)抗干扰:LoRaWAN采用CSS,chirp spreading spectrum)技术调制信号,这种调制方式具有极强的抗干扰能力,在低噪声比环境中(例如地下室)的某些终端设备也能正常通信。
另外,通过对比几种LPWAN技术,我们发现LoRaWAN具有最长的通信距离和最低的功耗,近年来受到业界和学术界的高度重视。Semtech、Hewlett-Packard、Cisco和IBM这样的公司建立了LoRaAlliance。LoRaAlliance是一家开放的非赢利机构,致力于促进长距离WAN的标准化,同时也促进广域物联网的发展,最终建立一个标准于LoRaWAN的生态系统。我国的网络企业也纷纷加入这个联盟。到2019年11月,联盟正式会员超过1300人。