伴随着物联网的低功耗广域连接需求的发展，LPWA技术也给中国物联网市场带来了大量新的商业机会。物联网的两个关键要素是低功耗的传感器和云计算，前者让大量应用变成了可能，后者让感知具有智能化，使各类应用变成现实。随着低功耗传感器和云计算的逐渐发展成熟，大量的应用需要低功耗、远距离、低成本的方案，如智慧城市、智慧农业、智能建筑中的应用。以LoRa、NB-IoT等为代表的LPWAN技术在这三方面的特点正好补齐了物联网发展中的短板。
LPWA物联网应用站通过本栏目为您整理和收集的LPWA最新市场与商机信息，帮助您了解LPWA物联网市场行业动态，分析行业方向与前景，传播企业品牌方案和实际客户需求，也帮助LPWA从业者把握这些市场机会。
进军中国物联网市场，LoRa不再低调
原文：中国经济导报记者|王晓涛 10月26日，美国Semtech公司在北京召开的新产品发布会虽然规模不大，但作为LoRa联盟的创始成员和董事会成员，Semtech此举并不意味着它在中国推广LoRa的态度还会沿袭过去较为低调的风格。 事实上，就在10月中旬，2017中国LoRa物联网国际峰会刚刚在苏州举行。这一峰会是LoRa技术联盟首次在中国举办的活动，该联盟是一个非营利组织，致力于LoRa标准的开放性和国际化。LoRa联盟主席Geoff Mulligan表示，中国是一片充满机会的热土，此次来中国办活动希望携手中国企业一起拥抱物联网，共同开拓LoRa技术在中国以及全世界的市场。 Geoff Mulligan对LoRa在中国的前景满怀憧憬，其中一个很重要的原因是LoRa技术在一定程度上获得了中国政府部门的认可——国家发展改革委办公厅10月份发布了《关于组织实施2018年“互联网+”、人工智能创新发展和数字经济试点重大工程的通知》（发改办高技〔2017〕1668号），附件1《“互联网+”重大工程申报要求》在与物联网有关的内容中，无论是基于位置的物联网微功耗芯片（模组）产业化及规模应用，还是无人驾驶、工业等领域的高端传感器产业化，都明确提到了LoRa。 Semtech无线和传感产品事业部市场营销副总裁黄旭东对媒体表示，LoRa在中国物联网市场要占有重要的一席。而LoRa最近的确也是顺风顺水。 原始设备制造商（OEM）和云服务供应商奈伯思发布8款带有Semtech LoRa技术的智能楼宇传感器，并决定将其250种智能楼宇和智能家居传感器迁移至LoRa技术和LoRaWAN协议。 共享单车企业ofo将引入LoRa器件和无线射频技术以实现完整的网络连接，LoRa技术的使用可以补充其授权频谱连接选项，即使在偏远地区和密集建筑群中也能找到那些共享单车。 据了解，2015年，Semtech牵头成立了国际LoRa联盟（LoRa Alliance），创始成员中有IBM、思科等。目前联盟成员已发展到500多家，基于LoRaWAN规范的物联网网络目前已在60多个国家实现部署，在中国已经形成了贵州中安云网、广州中国科学院计算机网络信息中心、陕西广电3个公开发布的网络。 市场上现在有多种无线传输协议，而LoRa在中国市场加强拓展的力度，NB-IoT自然是个无法回避的话题。 据了解，早在2014年，华为斥资2500万美元收购了英国蜂窝物联网芯片和解决方案提供商Neul，再结合华为自身技术，形成了目前NB-IoT标准的雏形。2016年6月，华为力推的NB-IoT标准受到三大运营商的一致采纳，随后华为在各大物联网展会上频频宣传NB-IoT。 面对风头强劲的华为，其竞争对手中兴自然不甘示弱，先是在2016年1月28日与LoRa联盟的发起者Semtech签署了战略合作协议，并与近20家合作厂商共同发起建立中国LoRa应用联盟（简称CLAA，中文“克拉”）。同年6月正式成为国际LoRa联盟董事会成员，在CLAA的投入也逐渐加大。 LoRa具有远距离、低功耗和易于部署等特性，黄旭东对中国经济导报记者说，除了数据传输量非常大的视频传输外，目前LoRa基本上能够满足物联网各种不同应用场景的需求。 在2017中国LoRa物联网国际峰会上，中兴子公司——中兴克拉公司宣布正式入驻苏州，并与多家企业签订了CLAA物联网战略合作协议。中兴克拉总经理刘建业表示，此举是要在苏州建立全球运维中心和示范中心，而在苏州高新区建立的克拉网络示范网络，将打造成苏州乃至全国的物联网应用典范。 不过，对于未来的市场前景，LoRa并不奢望取代或战胜NB-IoT，只是希望能在物联网市场占有一席之地。 Read more.
Semtech推出全新工具来改善开发人员使用LoRaWAN协议的体验
高性能模拟和混合信号半导体及先进算法领先供应商Semtech Corporation(Nasdaq：SMTC)今日宣布：推出集成了Semtech的LoRa®器件和无线射频技术(LoRa技术)的微微型(picocell)网关模拟器，其中包括Linux实用程序和Microsoft®Windows支持软件，并提供一个免费的、非商用的LoRaWANTM网络服务器演示平台。全新的工具将帮助低功耗广域网(LPWAN)应用开发人员快速地将其基于LoRa技术的物联网(IoT)产品创意形成样品并进行演示。 基于LoRa的Picocell网关USB模拟器 Semtech基于LoRa的picocell网关模拟器可以很容易地通过一个USB端口连接到一个基于Linux或Windows的处理器上，它们是LoRaWAN网关开发人员最常用的软件系统。Windows GUI在不需要额外开发板的情况下可简化网络连接。该工具的目标是加速将物联网技术部署在下一代智能应用中的过程。在初始原型阶段之外，多家LoRa联盟(LoRaAllianceTM)会员可提供兼容的商用、可生产级的网络服务器及picocell网关产品。带有Linux支持软件的设备目前已可供货，带有Windows支持软件的设备将于2018年初供货。 LoRaWAN网络服务器演示平台 随着更多的垂直市场去寻求物联网解决方案，这款免费的、非商用的LoRaWAN网络服务器给那些探求创新性应用场景的公司带来了一个机遇，并且拥有了一个安全的地方去评估其基于LoRa的应用。用户将有能力去测试主要功能，包括加载网关、查看传感器的数据登录和网络活动，及将数据传送给应用服务器进行可视化检视，并处理与LoRaWAN 1.0.2规范的兼容性。Semtech现已开通免费的演示网络服务器，并已经有开发人员在使用。各个地理区域的访问网址为： 北美：https://na.iot.semtech.cloud 欧洲：https://eu.iot.semtech.cloud 中国：https://cn.iot.semtech.cloud 亚太区：https://apac.iot.semtech.cloud “随着Semtech LoRa技术的市场采用率快速提高，提供免费或低成本的全新开发工具对我们的客户尤为重要，因为它降低了最初参与和评估的门槛，”Semtech无线和传感产品事业部总监Vivek Mohan说道。“Semtech对LoRaWAN开放协议和LoRa技术的贡献，将确保LPWAN传感器应用的成长及Semtech生态系统合作伙伴的成功。” 本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201710/370791.htm Read more.
从小网到大网，LoRa究竟会雄霸一方，还是一统天下？
在物联网（IoT）大潮下，未来将会有海量设备需要连入网络，据Mason的调查数据显示，保守估计未来将会有27亿个设备需要连入网络，其中农业、环保占据市场份额的25%，消费电子占据21%，智能楼宇占18%。 图1 未来联网设备 那么，未来的无线网络通信技术是否还会是Wi-Fi+Traditional Cellular（传统蜂窝网络，例如GSM、3G、4G等）结构呢？答案是否定的。 就现在的无线网络通信技术来看，不论是Wi-Fi、蓝牙等局域网络，还是3G/4G等广域网络，远距离和低功耗似乎都只能是二选一的选择题，这显然无法满足未来物联网应用的需求。也因此，才有了近些年针对物联网场景应用提出的一个概念——低功耗广域网（Low Power Wide Area Network，LPWAN）。 目前国内最火的LPWAN有两种，即LoRa和NB-IoT。其中，NB-IoT作为华为主推的针对物联网应用的网络，在国内政策和众厂商的联合推动下，已于今年推出相关芯片方案和设计方案。而相对于NB-IoT的火力全开，年长几岁的LoRa则更显得老练成熟，有条不紊。 工作模式 LoRa（Long Range）技术简单来讲是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案，该技术是在FSK技术基础上演变而来的。 FSK（Frequency shiftkeying）是信息传输中使用得较早的一种调制方式，该方式用两个频率承载二进制的0和1，0的时候传一个频率，1的时候传另一个频率，即双频FSK系统。 LoRa采用扫频方式，0的时候从高频扫到低频，1的时候从低频扫到高频，其中一个小频段受到干扰后，也可以通过扫频看到整个信号的频率趋势，从而大大提高了整个信号的灵敏度。如图2所示，图中黑色曲线表示信号，红色曲线表示噪声，LoRa通过扫频方式可以将信号离解出来，即使信号低于噪声的时候也可以接收到。 图2 LoRa可以将信号从噪声中离解出来 LoRa网络 物联网技术主要分为三个层面，即应用层、协议层和物理层。其中，LoRa网络的协议层为LoRaWANTM，该协议是开源的，由LoRa联盟（LoRa AllianceTM）制定并推出。在中国，也有中兴在做LoRaWAN的协议改良，使其适合中国市场应用。 LoRa网络主要由节点、基站/网关、网络服务器和应用服务器四部分组成。其中，网络服务器和应用服务器都在云端，中间的基站/网关并没有网络控制功能，只是将收集到的数据传送到云端，因而，整个系统的硬件部分很简单，绝大部分技术在云端的网络管理和应用管理中。另外，LoRa网络中的应用数据可双向传输。 图3 LoRa网络 网络传输中，保密也是必须考虑的一点。LoRaWANTM采用的是IBM提供的安全技术，协议中会有register，将传输数据写入后，经过节点一端的偏码传输出去，而网络服务器端和应用服务器端可以分别将各自相对应的信息解码。如图3所示，其中蓝色箭头线为从端到端的保密协议，红色箭头线为数据和控制的保密协议，另外，在应用设备中也有保密协议。 技术特性 传输距离 LoRa的传输距离主要受到环境因素的影响。在地面上，可以传输15~30英里；而在天空中（例如有人将其用于地轨卫星和测天气的气球中），甚至可以传输上百英里。之所以传输距离有如此大的差别，是因为其会受到环境影响，即与天线所处的位置有关，摆放太低会受到地球及地面建筑的遮挡。 在2013年推出LoRa产品初期，Semtech采用1301的基站和1272的节点（基站和节点介绍见后文）在曼哈顿测试了其在市内的传输距离，如图4所示图左侧红色标志点是基站，右侧红色标志点是节点，在大楼林立的街道上，其测试得到的传输距离为2.8英里。 图4 传输距离验证试验 另外，Semtech还就FSK和LoRa相关传输能力进行了实验对比，如图5所示。其中，传输到A、B两点采用的是FSK网络，传输到C、D两点采用的是LoRa网络。由表中数据可知，就传输距离来讲，LoRa远远高于FSK；但是另一方面，就传输带宽大小和数据量来看，LoRa不如FSK有优势。即LoRa是牺牲了频率来换取传输数据的距离。 图5 FSK与LoRa相关性能对比实验 就物联网应用来看，一般情况并不会有太大的数据传输量，300bps已经是一个较大的数据量，相对而言对传输距离会有更高的要求。因而，在未来的物联网应用中，LoRa会有更好的应用前景。 穿透能力及低功耗 LoRa在室内传输中，灵敏度也很高，穿透能力很强。例如，国外的水表都是埋在地下的，因而需要很强的穿透能力。LoRa可以很好地解决这一难题。如今，LoRa在电表行业已经很成熟，已经成为水表、电表，甚至当下智能电表行业的一个标准。 在低功耗方面，LoRa应用中的电池寿命超过十年，基本上可以满足设备使用需求，不需要更换电池。 扩容能力 速率自适应（Adaptive DateRate, ADR）是调整数据传输速率来保证可靠数据传输、优化网络性能、扩充网络容量的一种技术。当节点靠近网关时，数据传输速率可以更快、发射功率也更低。 LoRa的系统架构有速率自适应能力，因而容易扩容。例如，用户搭建一个基站，之后发现该基站的容量不够用的话，可以通过在附近搭建另外一个基站来进行扩容，其中，中间节点会自动调节，靠近新基站的节点会自动连接到新的基站，因而很容易实现容量上的扩充和速率优化。 低成本 LoRa包括基站在内的硬件结构很简单；使用非授权频段（即免费频段），铺网成本低，不需要给月费；很多软件是公开的，可以免费下载，从组网到应用上的成本都很低。 产品布局 作为一家为物联网应用提供LoRa器件和无线射频技术等远距离、低功耗解决方案的领先供应商，Semtech主要的LoRa产品分为两大系列，分别针对节点/传感器和基站端。 图6 Semtech针对LoRa的产品结构 节点一端针对不同市场应用，主要分为三类产品，包括针对全球应用的1276芯片，针对中国经过专门调整的1278芯片，以及针对美国和欧洲应用的1272芯片。 基站一端包括针对企业级的1301芯片，该芯片工作温度范围为-40~85℃，主要应用于室外大基站，另外也有针对小基站应用的1308，主要针对室内应用。 另外，1255芯片和1257芯片是给传输设备应用的，用于发送和接收信号的射频功率放大器（radio frequency power […] Read more.
NB-IoT、LoRa在国内落地，物联网的“长尾效应来了”
长尾效应”作为网络经济中的一个典型特征给互联网、移动互联网产业的发展提供了一个较好的思考角度;物联网时代，由于物联网与国民经济各行各业的融合，让长尾效应更为明显。在笔者看来，随着NB-IoT、LoRaWan等低功耗广域网络商用的落地，“长尾”部分正在不断地被拉伸，给海量多样化的终端带来实现智能化转型的机遇。 多样化的物联网世界，长尾效应更为凸显 科技行业从业者想必对“长尾效应”并不陌生，2004年，硅谷知名杂志《连线》主编克里斯·安德森首次提出了“长尾理论”：从正态分布曲线中间的突起部分叫“头”;两边相对平缓的部分叫“尾”，从人们需求的角度来看，大多数的需求集中在头部，而分布在尾部的需求是个性化的，零散的小量的需求，而这部分差异化的、少量的需求会在需求曲线上面形成一条长长的“尾巴”。 长尾效应在具有网络经济的产业中表现更为突出，我们耳熟能详的案例包括谷歌为海量中小企业超低价格做广告、亚马逊大量非畅销书销量达到总收入的50%等。无疑，物联网的网络经济的特征也是非常明显，即整个网络的价值随着接入终端数量的增多而增加，那为什么说物联网产业中的长尾效应更为凸显呢?我们可以从终端和应用生态的角度来考察。 就终端角度来看，物联网的终端呈现出非常明显的多样化特征，形成大量个性化的“尾部”物联网终端形态。此前的移动互联网时代，移动互联网所面对的终端是批量化的手机、平板，而物联网时代，我们无法找到如手机一样量级的终端。各行业的设备接入网络后成为“智能互联产品”，但各行业终端各不一样，虽然由于一些行业的特征存在一些同质化终端，但和未来百亿级别的联网设备相比并不能称为大批量终端。英特尔中国区在线业务部总经理刘钢曾在《如何利用长尾理论支持智能硬件创新?》一文中指出，物联网/智能硬件这个长尾其实代表了不小的市场机会，看起来每一个领域数量并不大，但是这个长尾加到一起，总的市场容量、市场机会其实非常大。大致的长尾状态可以从下图略见一斑： 终端的多样化，形成了对物联网应用的多样化需求，是一种比移动互联网更加多样化的需求形态。在移动互联网发展中，人们在批量化的手机、平板终端上能够产生丰富的应用，形成非常典型的长尾形态;而物联网发展中终端多样化必将催生比移动互联网更为丰富的应用，也让长尾的应用部分更为丰富。 总结来说，由于接入网络的终端数量剧增和多样化，形成终端的长尾形态;运行在多样化终端上的应用更加丰富，进一步拉长物联网应用的长尾部分。 连接更加碎片化应用，低功耗广域网络拉伸长尾部分 当NB-IoT、LoRa等低功耗广域网络技术逐渐商用，补齐了物联网通信层的短板，让设备接入更加便捷，带来的直接影响就是更加多样化终端，让长尾部分进一步延伸。 为什么说低功耗广域网络让物联网长尾部分进一步延伸?低功耗广域网络商用后，解决了抄表、传感器连接等应用的数据传输问题，同时也让海量不起眼的设备有了接入网络的机会，如建筑中的灭火器、偏远地区气象监测设备、广袤森林的火警设备等，这些设备的量级并不大，但其产生的数据在人们生产生活、科学研究等活动中发挥巨大作用。所以，从终端数量角度看，当NB-IoT、LoRa网络部署后，能够实现网络接入的终端种类更多，但大部分终端的量级并不大，类型多样化和小量级的特点，促成物联网产业比此前更长的“尾部”形态。 大量“微不足道”的终端接入网络，延伸终端的长尾部分，带来了更加碎片化的应用形态，即海量种类但每一类量级并不大的终端上，各自形成不同的应用。可以说，低功耗广域网络让更加碎片化的应用成为可能，让长尾效应更加明显。 化零为整，标准化和数据服务带来的价值 长尾效应的存在，长尾部分的经营一直是人们所关注的重点之一。大部分的注意力都集中在“头部”，因为“头部”往往能带来一半的收益;但若能有效地整合“尾部”群体，则能获得另一半收益，且能避免激烈的竞争。在物联网的市场中，处于长尾部分的终端和应用在各行各业中零散分布，如何“化零为整”实现长尾经营?就低功耗广域网络来说，标准化和数据服务将带来价值。 目前已有的低功耗广域网络技术百家争鸣，吴双力博士在《终结低功耗广域网络技术百家争鸣，走WiFi修炼的路径?》一文中提出，参照成熟的WiFi发展路径，高度的标准化将是低功耗广域网络技术在商用中胜出的必要条件。面对大量的长尾的终端，在高度标准化的背景下，相互之间的互联互通就比较容易实现。作为广域网络，未来仅有少量的技术标准会走向最终大规模商用，而少量技术标准搭建的商用网络也必定是互补、有互联互通机制的，从而使长尾终端和应用的经营成为可能。 当延伸的长尾部分接入网络后，连接价值仅是该设备接入网络时的初级价值，网络即服务已成为当前低功耗广域网络方案厂商的一个重要商业模式，方案厂商具备端到端(终端到云端)的服务能力，若进一步挖掘这些长尾终端和应用背后数据的价值，提供相应服务，则不失为一种整合零散终端和应用的方法，也是对物联网的长尾部分的经营。 Read more.
LoRa网络多地开花 北京六环内已实现全部覆盖
成立LoRa联盟 推广应用 每一个新技术要实现大规模商业化，除去技术本身的优势，结成强强联盟进行推广也至关重要。Semtech深知这一点，并于2015年牵头成立了国际LoRa联盟(LoRa Alliance)。创始成员有IBM、思科等产业巨头，知名半导体厂商MicroChip，以及包括新加坡电信SingTel、荷兰皇家电信KPN、瑞士电信Swisscom、比利时电信运营商Belgacom等在内的众多电信运营商。 截至目前，LoRa联盟已经有500多家会员(其中在中国有40家会员)，产业链覆盖芯片、模组以及设备制造、系统集成厂商。 2017年10月，国际LoRa联盟第9届全联盟大会在苏州举办，大会针对LoRaWAN技术的最新进展，深入探讨全球LoRa应用机遇和方向。此外，国际LoRa联盟还在大会上正式发布了：LoRaWAN 1.1规范，支持切换漫游、以及B类和安全增强功能;LoRaWAN后端接口1.0规范，根据提供商内部漫游的要求，支持把网络分解成可相互操作的节点;LoRaWAN 1.1区域参数版本A，其中介绍了针对LoRaWAN 1.1终端设备的各地区具体的无线电参数。 据悉，目前全球已有52张LoRa网络覆盖100多个国家。其中，美国Comcast公司去年在3个城市铺设了LoRa网络，两个月前决定再在12个城市铺设网络;法国电信Orange已经实现在法国全部覆盖LoRa网络;印度的TATA公司在30多个城市实现了LoRa网络的应用;韩国公司SK布网最快，在去年用4个月实现了整个国家覆盖LoRa网络。 据黄旭东介绍，在中国国内，Semtech与中兴进行了广泛合作。目前，LoRa网络已在北京、上海、广州、深圳、南京、苏州、杭州等地进行了网络覆盖。其中，北京市六环以内已经全部覆盖。阿里巴巴也在几个月前加入了LoRa联盟。 值得一提的是，Semtech于近日推出了集成Semtech的LoRa器件和无线射频技术(LoRa技术)的微微型(picocell)网关模拟器，其中包括Linux实用程序和Microsoft Windows支持软件，并提供一个免费的、非商用的LoRaWAN网络服务器演示平台。全新的工具将帮助LPWAN应用开发人员快速地将其基于LoRa技术的物联网产品创意形成样品并进行演示。 Read more.
布局物联网商机 中磊 卡位LPWA市场
相准IOT（物联网）是未来主流，中磊（5388）近几年也着手布局，并锁定LPWA（低功耗广域网路）市场切入，主攻其中的NB-IoT和CAT-M1两项技术。其中，NB-IoT已抢先进入量產，明年出货量可望破千万，至于CAT-M1也可望在明年下半年接棒登场，为中磊下一波的成长带来新动能。 LPWA在物联网的技术日趋成熟，再加上报价持续走低，价格甜蜜点提早浮现，多种因素并陈，让LPWA应用的应用更趋多元。举例而言，中国市场主要是应用在分享单车和停车场系统上，韩国则用在水电表和瓦斯表，至于欧洲则推出宠物追踪器，应用不一而足。 而LPWA主要可分为三种技术，包括NB-IoT、CAT-M1和LoRa，可说各擅胜场。 受惠于应用日广，中磊在NB-IoT的出货量也在今年下半年激增，现单月出货量已来到数10万套，不过，法人指出，由于量產时间系落在今年下半年，推估今年来自NB-IoT的营收贡献还不多，不过，明年年出货量应有机会破千万套。 中磊除了NB-IoT已抢先在今年下半年进入量產，法人也看好另一款產品CAT-M1明年也会放量，首发地点应会落在北美，不过预估放量的时点应会落在明年第2～3季间。 法人指出，目前中磊的物联网產品从模组、感测器到小型基地台一应俱全，但受限于NB-IoT及CAT-M1產品现还在试水温阶段，此外，先前市场极为看好的小型基地台（Small Cell），也因受限于5G标准尚未成型，目前也还在蹲马步中，成长力道还不强。 惟据Small Cell Forum研究报告指出，至2020年止，全球的Small Cell市场规模可望达到60亿美元，再加上届时中磊的NB-IoT及CAT-M1產品应已全数进入量產，据此，法人推估中磊在物联网的应用，应该会在2020年大放光芒，连带相关的营收占比也会随之放大，由目前的逾一成放大至15％。 Read more.
达实『全国首个基于窄带物联网技术的LoRa、NB-IoT门禁』在安博会受到媒体热烈关注
安博会开幕第二天，达实4A06展台吸引了一批又一批的观众驻足参观，现场人头攒动，热火朝天，小编在这里感谢观众对达实的热烈支持! 达实信息总经理张总接待重要客户 达实市场总监黄志勇接受CCTV《品质》栏目采访 现场参展热情不减 达实市场总监黄志勇接受安防展览网视频采访 达实市场总监黄志勇接受千家网视频采访 作为行业领先门禁一卡通品牌，达实展位更是吸引了CCTV、安防展览网、千家网等媒体进行采访交流。市场总监黄总向媒体们展示本次安博会上三大亮点：一是基于最新窄带物联网技术的NB-IoT、LoRa门禁、二是基于智慧建筑、轨道交通、智慧医院等解决方案的“互联网+”云平台；三是手机微微、APP一卡通现场超感体验等业内最先进的技术、产品和解决方案，再次展现了达实门禁领域的技术创新领导地位。 参展团队合照 安防盛宴还在继续，我们在深圳会展中心4A06展位等您…… Read more.
IoT应用/装置数量飞速成长 认识LPWAN发展刻不容缓
物联网(IoT)发展需要长距离的通讯，进而催生出低功耗广域网络技术(LPWAN)的问世。 事实上，LPWAN一词在2013年之前还不存在，但为了达成生活全面智能化的愿景，不论是产/官/学界，对于物联网的发展都抱持着高度的期待。根据预测，10年后的社会，将会有超过25亿个设备串连在一起，足见落实LPWAN技术的应用刻不容缓。其中，被高度探讨的是作为非授权频谱代表的LoRa，以及授权频谱代表的窄频物联网(NB-IoT)。 LoRa：低连网复杂性、低耗能为特点 LoRa技术是基于1GHz以下的资料传输，由Semtech公司所开发。基于线性Chirp Spread Spectrum(CSS)扩频调制，在相同频率下，不同扩频序列的终端设备也不会互相干扰。 再者，LoRaWAN则是专为依赖电池供电的无线装置所设计的规范，通讯实体主要包括三个部份(如图1所示)：终端设备(End Device)、闸道器(Gateway)和伺服器(Network Service)。 图1 LoRa网络架构 LoRaWAN的网络架构属于星状拓扑，所有终端设备透过LoRa传输连接到闸道器，闸道器则透过实体网络连线到伺服器进行讯息整合。此架构能减少网络复杂性以及能量的损耗，有效的延长电池寿命。 另一方面，依据应用场景的不同，终端设备可以不同的工作模式运作，以满足不同应用的需求，一共分为3种不同传输方式：Class A、Class B、Class C。数据延迟与电能消耗两者之间成为决定传输方式的关键因素。 Class A：双向通信 此一方式能够省下最多的电能，但相对来说，数据下载的延迟也最为明显。由于装置的传输功能平常是处于关闭的状态，当装置上传数据时，会短暂执行接收数据二次，紧接着又会再次关闭传输，借此节省电力。这样一来，节电机制会导致装置无法即时传送数据，进而造成相对较长的数据延迟。 Class B：具有预设接收槽的双向通信 此一方式需负担较多的电量，由于能够在设定的时间定期开启下载功能、接收数据，以降低数据传输的延迟。 以Class B来说，终端设备会在预设的时间中开放多余的接收视窗;为能达到这一目的，终端设备会同步从闸道器中接收一个Beacon，并通过此Beacon将基站与模组的时间进行同步。透过这种方式，能使伺服器掌握到终端设备正在接收资料。为了让数据保持同步的状态，因此会消耗较多的电量。 Class C：具有最大接收槽的双向通信 此一方式消耗最多的电量，在上传数据以外的时间，持续开启下载功能，以大幅降低延迟。 NB-IoT：采授权频谱提升传输效能/品质 NB-IoT技术始于2015年9月的3GPP会议制定工作项目，其第13版在2016年的年中制定完成。由于是布建在授权频谱，相对于其他LPWAN技术，在大量布建时可能会产生的连线碰撞问题，NB-IoT对此可有明显的改善。 目前来看，NB-IoT一共有三种操作模式：其一为载波独立于原先LTE的Standalone Mode;其二为在原先LTE载波间的Guard Band中，塞入NB-IoT的Guard-Band Mode;其三则为在运营商所使用的LTE载波中，切割出给NB-IoT操作的In-Band Mode。 其中，Standalone Mode最容易实作出，也是被很多NB-IoT基地台开发商首先建构出的版本。然而，对于现有运营商而言，为了在现有购买的频谱中提供NB-IoT服务，则倾向采用在原先LTE载波中切割NB-IoT操作频段的模式。 有鉴于此，对于要满足运营商需求的NB-IoT基地台开发商来说，必须设法解决NB-IoT频段，以及现有LTE频段间的干扰问题，才有办法进一步实现In-Band Mode的操作模式。 现阶段，3GPP的物联网系统一共有三种，一种是eMTC，第二种是NB-IoT，第三种是EC-GSM-IoT。三种规格比较表格如图2所示。 图2 eMTC、NB-IOT和EC-GSM-IOT的比较 对比NB-IoT系统，eMTC和EC-GSM-IoT只能应用在In-Band的架构。再者，相较于eMTC，NB-IoT具有更低的成本、更高的涵盖范围，并可提供更长的待机时间(10年每小时5瓦的功率消耗)，每个NB-IoT蜂巢可支援到5万个对应物件。 NB-IoT有自己的物理层通道和同步讯号，支援单一的HARQ流程、简易的RLC AM模组及一组DRB。NB-IoT和eMTC都可支援在控制层传送小封包资料，核心网的MME、S-GW和P-GW整合成C-SGN，支援non-IP资料的传输，支援在连线时无建立PDN Connectivity。 除此之外，NB-IoT可支援到三种不同的涵盖范围，即便NB-IoT物件随机存取失败，倘若连线到的基地台可支援其他涵盖范围时，则可更改到不同的涵盖范围，进行随机存取。 第14版NB-IoT规格于2017年年中制订完成，可支援OTDOA以及UTDOA的定位功能。此规格能提供多方传送模式(SC-PTM)，允许系统同时对多个设定物件传送相同资料，并提供低功率消耗和透过上下行两组HARQ减低传送延迟问题。 另外，新版规格亦可允许NB-IoT物件透过非定锚的载波连接上基地台，或借此呼叫物件以建立连线。相对第13版强制NB-IoT物件必须在同一个蜂巢下连线，新规格则提供NB-IoT物件可移动性和服务连续性等功能。 尽管设计上较原先3GPP的eMTC物联网系统简单，NB-IoT就其他LPWAN技术而言，由于需要支援蜂巢网络系统，外加芯片设计较复杂，其建置成本自是高于一般LoRa、Sigfox等，却也相对有办法提供较佳的系统表现，以及较高的传输速率。不仅如此，因运用原先蜂巢网络的加密设计，NB-IoT较其他LPWAN具备更佳的传送安全性。 此外，NB-IoT物件也能运用在智慧电表、停车场感应服务、智慧城市等自动感应器应用上。 现阶段，全球已布建eMTC和NB-IoT系统的运营商如图3所示。 图3全球eMTC和NB-IoT布建的情况 Cat-M1为支援eMTC规格的物件，至于Cat-NB1则为支援NB-IoT规格的物件。eMTC系统可提供较宽频宽，因此Cat-M1支援移动性的功能;相对地，第13版的Cat-NB1只支援再选蜂巢网络功能。除此之外，Cat-M1也支援语音服务。 另一方面，NB-IoT系统在第15版、即5G架构下，预计支援TDD模组的Wake-Up Receiver，可望提供更有效的功率消耗操作模式。 […] Read more.
基于LoRa的农业节水灌溉智能控制系统设计
第三届陕西省研究生创新成果展暨创新成果洽谈会展示系统。开发单位：西安邮电大学 Read more.
LoRaWAN优点
导读： 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。 1 长距离 得益于扩频调制和前向纠错码的增益，LoRa取得大约2倍蜂窝技术（手机）的通信距离。长距离的“优秀基因”，使LoRaWAN可以使用star（星型）网络拓扑，相比mesh（网格）具备以下优势。 2 大容量 物联网的节点特别多，一个LoRaWAN网络能轻松连接上千，甚至上万节点的容量，得益于SX1301基带芯片的特长。 多通道 如下图所示，一片SX1301芯片，包括IF0～IF7，共8通道的LoRa调制解调电路。无线电通道，相当于马路的车道；通道越多，承载能力就倍增。 Semtech官方还有一种FPGA＋SX1301的电路方案，典型的设计是8片SX1301集成到一个Gateway中，这样，就具备8×8＝64通道。 相信，对于中国人口和建筑物如果稠密的环境，这种8片SX1301网关会大有用武之地。 扩频正交 因为LoRa是扩频调制技术，不同扩频因子的无线电信号是正交的，这是一个很重要的特性。如下图所示，同一个信道中，扩频因子（Spread Factor）从SF7～SF12（对应速率DR7～DR12）的6个无线电信号，彼此不相冲突。 这样一来，一个SX1301可以构建6×8＝48个“虚拟信道”，容量得到更进一步提升。 3 ADR技术 有了前面“扩频正交”的基础，再来理解ADR（Adaptive DataRate，速率自适应）就很简单了。 如下图所示，依赖End Nodes和Gateway的距离：越近，End Nodes将采用高速率；越远，End Nodes将采用低速率。 ADR技术能带来如下好处： 速率和容量 离Gateway近的End Nodes因为采用高速率，可以大大缩短无线电的空中时间，从而给其他End Nodes通信留下宝贵的带宽，即，扩展了网络容量。 更低的能耗 很明显，End Nodes的速率越高，将会更多地休眠，电池寿命也就更长。 轻松扩容 当一个LoRaWAN网络需要增加容量时，通过增加Gateway即可，因为部署更多的Gateway，它附近的End Nodes将会提速，整个网络带宽得到显著提升。 4 安全 无线电天生容易被窃听，安全变得很重要，LoRaWAN是第一个提出双重加密的物联网。 应用层：LoRaWAN Server和End Nodes的应用数据，由AppSKey进行128ASE加密和解密，即使网络操作员也无法窃听应用数据。 网络层：LoRaWAN Server和End Nodes的通信帧，由NwkSKey进行128ASE加密和解密，它主要用于信息完整性校验和防止“伪节点”攻击。 5 低功耗 在mesh网络（如ZigBee）和蜂窝网络（如手机每1．5秒与网络同步），都有唤醒同步的机制，即间歇性侦听，是否有数据帧到来；这将消耗额外的电能。 LoRaWAN的End Nodes Class A（应用最广）是异步通信，即，仅当它需要发送数据时，才发起通信。异步通信，比同步通信，省去了唤醒侦听的电能。 6 一网络多网关 在LoRaWAN网络中，一个End Node的发送数据帧可以被多个Gateway接收，再转发给LoRaWAN […] Read more.
奈伯思（Netvox）发布八款带有Semtech LoRa技术的智能楼宇传感器
奈伯思将其250种智能楼宇和智能家居传感器迁移至LoRa技术和LoRaWAN™协议 2017年10月消息，高性能模拟和混合信号半导体产品及先进算法领先供应商Semtech Corporation（Nasdaq：SMTC）宣布：领先原始设备制造商（OEM）和云服务供应商奈伯思（Netvox）期望通过使用Semtech的LoRa®器件和无线射频技术（LoRa技术）及开放的LoRaWANTM协议来扩大其当前的物联网（IoT）解决方案阵容。 在其支持LoRa的传感器于近期通过现场试验之后，Netvox将把其所有的250种zigbee®解决方案转换为使用LoRa技术，以支持不断发展的LoRaWAN生态系统。Netvox在2017年早些时候开始对Semtech的LoRa技术进行评估，并在不到6个月之内就成功地将LoRa技术引入到公司最受欢迎的8种传感器中，且正在获得客户的积极支持。通过提供远距离、低功耗和易于部署等功能，LoRa技术和开放的LoRaWAN协议成为了多个垂直市场中物联网解决方案的理想选择，这些市场包括工业物联网（IIoT）、智慧城市、智能楼宇和智慧农业。 “Netvox在6个月前开始开发基于LoRa的产品，成功地将8种zigbee传感器转换为采用Semtech的LoRa技术，”Netvox副总裁Kent Shen说道。“我们在日前于苏州举办的LoRa联盟（LoRa AllianceTM）第九届全体会员大会上获得了巨大的收获，我们非常高兴地看到各方对我们基于LoRa的各项展示表现出的极大兴趣，于是已决定采用开放的LoRaWAN协议来转换所有的250种zigbee产品。” “Netvox认识到通过利用Semtech的LoRa技术来扩大其物联网产品组合可获得的收益和机遇，因为更多的垂直市场正在寻找可用于其应用的远距离、低功耗功能和解决方案，”Semtech无线和传感产品事业部副总裁黄旭东（Mike Wong）说道。“Semtech的LoRa技术正在成为楼宇物联网应用的技术选择，Netvox在推动我们的世界变成智慧星球的过程中扮演着重要角色。” Read more.
IoT应用/装置数量飞速成长认识LPWAN发展刻不容缓
物联网(IoT)发展需要长距离的通讯，进而催生出低功耗广域网络技术(LPWAN)的问世。 事实上，LPWAN一词在2013年之前还不存在，但为了达成生活全面智能化的愿景，不论是产/官/学界，对于物联网的发展都抱持着高度的期待。根据预测，10年后的社会，将会有超过25亿个设备串连在一起，足见落实LPWAN技术的应用刻不容缓。其中，被高度探讨的是作为非授权频谱代表的LoRa，以及授权频谱代表的窄频物联网(NB-IoT)。 LoRa：低连网复杂性、低耗能为特点 LoRa技术是基于1GHz以下的资料传输，由Semtech公司所开发。基于线性Chirp Spread Spectrum(CSS)扩频调制，在相同频率下，不同扩频序列的终端设备也不会互相干扰。 再者，LoRaWAN则是专为依赖电池供电的无线装置所设计的规范，通讯实体主要包括三个部份(如图1所示)：终端设备(End Device)、闸道器(Gateway)和伺服器(Network Service)。 图1 LoRa网络架构 LoRaWAN的网络架构属于星状拓扑，所有终端设备透过LoRa传输连接到闸道器，闸道器则透过实体网络连线到伺服器进行讯息整合。此架构能减少网络复杂性以及能量的损耗，有效的延长电池寿命。 另一方面，依据应用场景的不同，终端设备可以不同的工作模式运作，以满足不同应用的需求，一共分为3种不同传输方式：Class A、Class B、Class C。数据延迟与电能消耗两者之间成为决定传输方式的关键因素。 Class A：双向通信 此一方式能够省下最多的电能，但相对来说，数据下载的延迟也最为明显。由于装置的传输功能平常是处于关闭的状态，当装置上传数据时，会短暂执行接收数据二次，紧接着又会再次关闭传输，借此节省电力。这样一来，节电机制会导致装置无法即时传送数据，进而造成相对较长的数据延迟。 Class B：具有预设接收槽的双向通信 此一方式需负担较多的电量，由于能够在设定的时间定期开启下载功能、接收数据，以降低数据传输的延迟。 以Class B来说，终端设备会在预设的时间中开放多余的接收视窗；为能达到这一目的，终端设备会同步从闸道器中接收一个Beacon，并通过此Beacon将基站与模组的时间进行同步。透过这种方式，能使伺服器掌握到终端设备正在接收资料。为了让数据保持同步的状态，因此会消耗较多的电量。 Class C：具有最大接收槽的双向通信 此一方式消耗最多的电量，在上传数据以外的时间，持续开启下载功能，以大幅降低延迟。 NB-IoT：采授权频谱提升传输效能/品质 NB-IoT技术始于2015年9月的3GPP会议制定工作项目，其第13版在2016年的年中制定完成。由于是布建在授权频谱，相对于其他LPWAN技术，在大量布建时可能会产生的连线碰撞问题，NB-IoT对此可有明显的改善。 目前来看，NB-IoT一共有三种操作模式：其一为载波独立于原先LTE的Standalone Mode；其二为在原先LTE载波间的Guard Band中，塞入NB-IoT的Guard-Band Mode；其三则为在运营商所使用的LTE载波中，切割出给NB-IoT操作的In-Band Mode。 其中，Standalone Mode最容易实作出，也是被很多NB-IoT基地台开发商首先建构出的版本。然而，对于现有运营商而言，为了在现有购买的频谱中提供NB-IoT服务，则倾向采用在原先LTE载波中切割NB-IoT操作频段的模式。 有鉴于此，对于要满足运营商需求的NB-IoT基地台开发商来说，必须设法解决NB-IoT频段，以及现有LTE频段间的干扰问题，才有办法进一步实现In-Band Mode的操作模式。 现阶段，3GPP的物联网系统一共有三种，一种是eMTC，第二种是NB-IoT，第三种是EC-GSM-IoT。三种规格比较表格如图2所示。 图2 eMTC、NB-IOT和EC-GSM-IOT的比较 资料来源：3GPP 对比NB-IoT系统，eMTC和EC-GSM-IoT只能应用在In-Band的架构。再者，相较于eMTC，NB-IoT具有更低的成本、更高的涵盖范围，并可提供更长的待机时间(10年每小时5瓦的功率消耗)，每个NB-IoT蜂巢可支援到5万个对应物件。 NB-IoT有自己的物理层通道和同步讯号，支援单一的HARQ流程、简易的RLC AM模组及一组DRB。NB-IoT和eMTC都可支援在控制层传送小封包资料，核心网的MME、S-GW和P-GW整合成C-SGN，支援non-IP资料的传输，支援在连线时无建立PDN Connectivity。 除此之外，NB-IoT可支援到三种不同的涵盖范围，即便NB-IoT物件随机存取失败，倘若连线到的基地台可支援其他涵盖范围时，则可更改到不同的涵盖范围，进行随机存取。 第14版NB-IoT规格于2017年年中制订完成，可支援OTDOA以及UTDOA的定位功能。此规格能提供多方传送模式(SC-PTM)，允许系统同时对多个设定物件传送相同资料，并提供低功率消耗和透过上下行两组HARQ减低传送延迟问题。 另外，新版规格亦可允许NB-IoT物件透过非定锚的载波连接上基地台，或借此呼叫物件以建立连线。相对第13版强制NB-IoT物件必须在同一个蜂巢下连线，新规格则提供NB-IoT物件可移动性和服务连续性等功能。 尽管设计上较原先3GPP的eMTC物联网系统简单，NB-IoT就其他LPWAN技术而言，由于需要支援蜂巢网络系统，外加芯片设计较复杂，其建置成本自是高于一般LoRa、Sigfox等，却也相对有办法提供较佳的系统表现，以及较高的传输速率。不仅如此，因运用原先蜂巢网络的加密设计，NB-IoT较其他LPWAN具备更佳的传送安全性。 此外，NB-IoT物件也能运用在智慧电表、停车场感应服务、智慧城市等自动感应器应用上。 现阶段，全球已布建eMTC和NB-IoT系统的运营商如图3所示。 图3全球eMTC和NB-IoT布建的情况 资料来源：Qualcomm Cat-M1为支援eMTC规格的物件，至于Cat-NB1则为支援NB-IoT规格的物件。eMTC系统可提供较宽频宽，因此Cat-M1支援移动性的功能；相对地，第13版的Cat-NB1只支援再选蜂巢网络功能。除此之外，Cat-M1也支援语音服务。 […] Read more.