1.概念

  • LPWA – Low power wide area, 低功耗广域技术的简称

  • LPWAN – Low power wide area network，低功耗广域网络，即使用LPWA技术搭建的无线连接网络。

    2.特点

  • 低功耗：例如使用Sigfox技术的终端设备，用AA电池供电即可达10年左右。

  • 远距离：室内或短距离的物联应用，可以使用低功耗蓝牙，Zigbee等无线技术，LPWA针对的是室外或者远距离的无线连接需求，传输速率要求较低，所以传输距离更远，至少在公里级。Sigfox使用超窄带进行数据传输，并且选用较低的传输速率，从而使得设备和基站间的链接预算（link budget）可达160dBm，空旷区域的信号传输距离可达几十公里。
  • 低成本：而Sigfox技术很早已经完全达到商业化的成熟度，其终端模块价格甚至可达2美金，对技术的普及起到重要作用。
  • 大容量：Sigfox网络单个基站可以每天处理几百万条设备消息，可以同时接收并处理接近300条消息，而丢包率只有0.5%，保证有很高的网络服务质量（QoS）。
  • LPWA除了以上显著技术特性外，通常还有低速率，高延迟等特点。

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3.应用场景

  • 物流定位及追踪 – 实时上报物流位置及状态信息
  • 资产管理 – 资产定位，库存状态上报
  • 智能抄表 – 仪表数字及状态上报
  • 智慧城市 – 照明，交通，基础实施检测智能化，智能停车等
  • 智慧农业 – 牲畜追踪管理，土壤检测，智能灌溉等
  • 环境/公用 – 灾害检测，烟感，空气污染，设备状态，老人看护等

  • 智能家庭 – 智能家电，家庭安全系统，状态检测上报等

    4.无线频谱的使用性质分类

    LPWA可以分为许可频段和公共频段两类技术。

  • 公共频段典型的有Sigfox和LoRa，使用公共的ISM频段，无须支付频谱费用，但仍由政府对频谱的使用进行规范，确保不同技术可以相互兼容，类似BLE和Wifi等。

  • 许可频段即为Cellular-IoT（简称C-IoT）技术，使用政府授权的特定专用无线频段，需要支付频谱费用，传统电信运营商为主体部署和运营网络，技术规范基于蜂窝网络技术，并由3GPP来主导分布

    5. Sigfox

  • UNB（超窄带）技术

  • 传输速率100bps
  • 传输功耗水平非常低，且能维持一个稳定的数据连接

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6. LoRa

  • LoRa是基于开源的MAC层协议的低功耗广域网标准，同时基于Sub-GHz的频段使其更易以较低功耗远距离通信。
  • LoRa是美国Semtech公司的专有技术，实际是一种采用扩频方案的无线调制解调技术。
  • LoRa使用的也是公共频段进行射频信号传输，上层协议及规范由LoRaWan定义，LoRa联盟负责发布和维护。

  • LoRa通过扩频技术实现高灵敏度，从而能够进行远距离传输，但是网络容量有限，无法高效实现大批量设备信息的并行接收和处理。

    7. Cellular- IoT

  • 目前主流的Cellular-IoT（C-IoT）技术是指NB-IoT和LTE-M，他们都基于传统的蜂窝网络技术，进行裁剪和优化以适用于物联网的低成本低功耗应用。技术规范由3GPP来定义和分布，基于专有的许可频谱，由传统电信运营商进行网络部署和运营。

  • C-IoT终端设备也需要和基站进行连接和附着，协议握手和网络参数配置，而Sigfox终端设备和基站没有任何依赖关系，自主性更高，功耗可控。

    NB-IoT

  • 窄带物联网

  • 180KHz带宽
  • 可直接部署于GMS，UMTS，LTE网络
  • 覆盖广，连接多，速率低，成本低，功耗低，架构优

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技术对比

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参考链接：https://zhuanlan.zhihu.com/p/79948173