LoRa是由Semtech公司提供的超長距離、低功耗的物聯網解決方案。Semtech公司和多家業界領先的企業，如Cisco、IBM及Microchip發起建立了LoRa（Long Range，廣距離）聯盟，致力于推廣其聯盟標準LoRaWAN技術，以滿足各種需要廣域覆蓋和低功耗的M2M設備應用要求。目前LoRaWAN已有成員150多家，我國中興等多家公司也參與其中，并且在歐洲數個國家進行了商業部署，國內也在抄表、石油生產監測等領域獲得了應用。

　　LoRa的技術特點

　　LoRa的物理層和MAC層設計充分體現了對物聯網開發業務需求的考慮。LoRa物理層利用擴頻技術可以提高接收機靈敏度，同時終端可以工作于不同的工作模式，以滿足不同應用的省電需求。

　　LoRa網絡架構中包括應用終端、網關、網絡服務器和業務服務器等。其中，應用終端節點完成物理層、MAC層和應用層的實現：網關完成空口物理層的處理；網絡服務器負責進行MAC層處理，包括自適應速率選擇、網關管理和選擇、MAC層模式加載等；應用服務器從網絡服務器獲取應用數據，進行應用狀態展示、即時告警等。MAC層可遵循聯盟標準的 LORaWAN協議，也可以遵循各廠商制定的MAC協議。

　　LoRa物理層和MAC層設計

　　LoRa為半雙工系統上行、下行工作在同一頻段。目前國內單芯片支持的LoRa系統帶寬為2 Mbps，包括8個固定帶寬為125 kbps的信道，每個固定帶寬的信道之間需要125 kHz的保護帶，則至少需要2 Mbps系統帶寬。每個信道支持6種擴頻因子SF7～SF12，擴頻因子加1則增加2.5dB的接收機靈敏度。

　　終端采用隨機信道選擇方式進行干擾規避，每次終端在進行上行數據發送或者數據重發時，都會在8個信道中隨機選擇一個信道進行。終端和網關的通信可選用不同的速率，即不同的SF，速率的選擇需要權衡通信距離或信號強度、消息發送時間等因素，使得終端獲取最大的電池壽命并使網關容量最大化。當鏈路環境好時，可以使用較低的擴頻因子，即較大的數據速率：而當終端遠離網關、鏈路環境較差時，可以增大擴頻因子以獲取更高的靈敏度，但同時數據速率會降低。對于125 kbps固定帶寬的信道而言，數據速率為250 bps～5 kbps，可以在一個相當大的范圍內進行選擇。

　　終端工作模式

　　LoRa設計終端有三種不同的模式，即Class A、Class B和Class C，但一段時間內終端只能工作于一個模式，每種模式可由軟件進行加載。不同的模式適用于不同的業務模型和省電模式，目前廣泛使用的是Class A類工作模式，以適應loT應用的省電需求。

　　Class A（雙向終端設備）：A類終端設備提供雙向通信，但不能進行主動的下行發送。每個終端的發送過程會跟隨兩次很短的下行接收窗口，下行發送時隙是根據終端需要和很小的隨機量決定的，因此A類終端最省電。

　　Class B（支持下行時隙調度的雙向終端）：B類終端兼容A類終端，并且支持接收下行信標（Beacon）信號以保持和網絡的同步，以便在下行調度的時間上進行信息監聽，因此功耗會大于A類終端。

　　Class C（最大接收時隙的雙向終端）：C類終端僅在發射數據的時刻停止下行接收窗口適用于大量下行數據的應用。與A類和B類終端相比，C類終端最耗電，但對于服務器到終端的業務，C類模式的時延最小。