物联网（IOT）之常见物联网通信技术概览-无线篇③

上篇：物联网（IOT）之常见物联网通信技术概览-无线篇②

无线通信技术-LPWA通信技术

LPWAN(Low Power Wide Area Network)：
低功耗广域网络，专为低带宽、低功耗、远距离、大量连接的物联网应用而设计。正如短距离无线网络包含WIFI、蓝牙、ZigBee等多种技术。LPWA也包含多种技术，如LoRa、Sigfox、Weightles和NB-IoT等。由于是“广域”网络，因此必然会涉及网络运营。所以LPWA网络一般是由电信运营商或专门的物联网运营商部署，由于LPWA网络连接的基本都是“物”，因此通常也叫“物联网专用网络”。

LPWA特点：
①“远距离通信”
②“低速率数据传输”
③“功耗低”
由LPWAN的特点我们可以发现，如果针对远距离传输、通信数据量很少、需电池供电长久运行的物联网设备可以使用这个协议。大部分物联网应用通常只需要传输很少量的数据，如企业车间中的传感器，只有当设备异常时才会产生数据，而这些设备一般耗电量很小，通过电池供电就可工作很久。
因此LPWA最适合两类物联网应用：
一类，位置固定的、密度相对集中的场景，如楼宇里面的智能水表、仓储管理或其他设备数据采集系统，虽然现在蜂窝网络已应用于这些领域，但信号穿透问题一直是其短板;
另一类，长距离的，需要电池供电的应用，如智能停车、资产追踪和地质水文监测等，蜂窝网络可以应用，但无法解决高功耗问题。

①LPWA - SigFox：
Sigfox公司在全球部署低功耗广域网（LPWA），提供物联网（IoT）连接服务，用户设备集成支持Sigfox协议的射频模块或者芯片，开通连接服务后，即可连接到Sigfox网络。

用户设备发送带有应用信息的Sigfox协议数据包，附近的Sigfox基站负责接收并将数据包回传到Sigfox云服务器，Sigfox云再将数据包分发给相应的客户服务器，由客户服务器来解析及处理应用信息，实现客户设备到服务器的无线连接。
SigFox网络利用了超窄带UNB技术，传输功耗水平非常低，并仍然能维持一个稳定的数据连接。SigFox无线链路使用免授权的ISM射频频段。频率根据国家法规有所不同，在欧洲广泛使用868MHz，在美国是915MHz。
SigFox网络技术使用超窄频带调制技术，单个基站能够实现网络消息的传输最远达1000公里以上，每个基站允许多大100万个物联网（IoT）设备终端。
通过免费频段，低功耗设备和简化的网络架构吸引IoT连接。

②LPWA - LoRa：
LoRa是“Long Range”的缩写，由LoRa联盟维护管理，是一种基于物理层实现网络数据通信的技术，支持双向数据传输，符合一系列开源标准。它的网络实现具体解决方案称为LoRaWAN，是由Semtech公司开发的，并由IBM公司支持。Lora可以应用于自动抄表、智能家居和楼宇自动化、无线预警和安全系统、工业监测和控制以及远程灌溉系统等等。
LoRa使用未授权频谱来支持服务。LoRa是一种基于扩频技术的超远距离无线传输方案。这改变了以往关于传输距离与功耗的折衷考虑方式，为用户提供一种简单的能实现远距离、长电池寿命、大容量的系统，进而扩展传感网路。目前，LoRa主要在全球免费频段运行。

③LPWA - NB-IoT：
NB-IoT是基于蜂窝的窄带物联网，其构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽。可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。
NB-IoT聚焦于低功耗广覆盖物联网市场，是一种可在全球范围内广泛应用的新兴技术。具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点。
同时根据3GPP的R14版本，NB-IoT可支持基站定位，同时能够支持80km/h以内的移动性场景。NB-IoT自身具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量等优势，使其可以广泛应用于多种垂直行业，如远程抄表、资产跟踪、智能停车、智慧农业等。

④LPWA - eMTC：
eMTC是爱立信提出的无线物联网解决方案。 eMTC基于LTE接入技术设计了无线物联网络的软特性，主要面向低速率、深度覆盖、低功耗、大连接的物联网应用场景。
相对于NB-IoT，eMTC速率更高，可达1Mbps，但覆盖较小，功耗较大，容量也较小。另外，eMTC提供一定的语音通信能力。

⑤LPWA - eLTE-IoT
华为eLTE-IoT解决方案是专门为行业物联市场开发的基于3GPP标准的窄带无线物联解决方案。eLTE-IoT基于1GHz以下的非授权ISM频谱，采用灵活易部署的轻量化设备，并支持标准物联网协议与企业现有应用平台进行对接，目标市场为企业自建窄带物联网市场，为包括智能抄表、智能停车、工业传感监测等业务提供网络支撑。

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