LoRa ist eine LPWAN-Kommunikationstechnologie, die in Szenarien für die drahtlose Ultra-Long-Distance-Übertragung auf Basis der Spread-Spectrum-Technologie weit verbreitet ist. Heute arbeitet LoRa hauptsächlich in freien Frequenzbändern wie 433, 868 und 915 MHz auf der ganzen Welt. Sein größtes Merkmal ist eine hohe Empfindlichkeit, eine lange Übertragungsdistanz, ein geringer Stromverbrauch und viele Netzwerkknoten.
Wir wissen, dass Entfernung und Stromverbrauch natürliche Widersprüche in Kommunikationssystemen sind. Wenn die Sendeleistung abfällt, muss die Ausbreitungsdistanz gering sein. Wie löst LoRa diesen Widerspruch? Der grundlegende Grund ist, dass LoRa ein Hyperlink-Budget hat, da LoRa die Empfindlichkeit des Empfängers erhöhen kann und keine hohe Sendeleistung benötigt. Die Empfindlichkeit des LoRa-Empfängers basiert auf der Direct-Sequence-Spread-Spectrum-Technik. LoRa verwendet einen hohen Expansionsfaktor für eine hohe Signalverstärkung. Typischerweise erfordert FSK einen Signal-Rausch-Abstand von 8 dB, während LoRa nur -20 dB benötigt.

Das LoRa-Netzwerk besteht hauptsächlich aus Terminals (mit eingebauten LoRa-Modulen), Gateways (oder Basisstationen), Netzwerkdiensten und Anwendungsdiensten. Anwendungsdaten können in beide Richtungen übertragen werden.
Die LoRaWAN-Netzwerkarchitektur ist eine typische Ausgangstopologie. In dieser Netzwerkarchitektur ist das LoRa-Gateway ein transparentes Übertragungsrelais, das Endgeräte und zentrale Back-End-Dienste verbindet.
Die Endknoten von LoRa können verschiedene Geräte wie Wasserzähler, Gaszähler, Rauchmelder, Haustierverfolgungsgeräte usw. sein. Diese Endes verbinden sich zuerst über die drahtlose LoRa-Kommunikation mit dem LoRa-Gateway und dann über das 3G-Netzwerk mit dem Netzwerkdienst . oder Ethernet. Gateway und Webserver kommunizieren über das TCP/IP-Protokoll.
Das LoRa-Netzwerk unterteilt Endgeräte in drei Kategorien: A/B/C:
Klasse a: Zweiwege-Kommunikationsendgeräte
Diese Art von Endgerät ermöglicht eine Zwei-Wege-Kommunikation, und jedes Endgerät hat zwei Downlink-Empfangsfenster für seine Uplink-Übertragung. Der Sendezeitschlitz des Endgerätes wird auf Basis des aroha-Protokolls nach den eigenen Kommunikationsanforderungen feinjustiert.
Klasse b: Zweiwege-Kommunikationsendgeräte mit voreingestellten Empfangszeitschlitzen
Diese Art von Endgerät öffnet redundante Empfangsfenster für eine voreingestellte Zeit. Um dies zu erreichen, empfängt das Endgerät die Bake synchron vom Gateway und die Uhrzeit der Basisstation und des Moduls wird durch die Bake synchronisiert.
Klasse C: Zweiwege-Kommunikationsendgerät mit maximalem Empfangsfenster
Endgeräte dieser Art werden weiterhin das Empfangsfenster öffnen und erst während der Übertragung schließen.
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