Wie funktioniert die LoRa-Technologie?

Wie funktioniert die LoRa-Technologie?

NOTE: some material OF THIS ARTICLE WAS quoted from

https://en.wikipedia.org/wiki/LoRa

LoRa Alliance – Homepage

LoRa (from “Long Range”, sometimes abbreviated as “LR”) is a physical proprietary radio communication technique. It is based on spread spectrum modulation techniques derived from chirp spread spectrum (CSS) technology.It was developed by Cycleo, a company of Grenoble, France, and patented in 2014. In March 2012, Cycleo was acquired by the US company Semtech.

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) defines the communication protocol and system architecture. LoRaWAN is an official standard of the International Telecommunication Union (ITU), ITU-T Y.4480. The continued development of the LoRaWAN protocol is managed by the open, non-profit LoRa Alliance, of which Semtech is a founding member.

Together, LoRa and LoRaWAN define a low-power, wide-area (LPWA) networking protocol designed to wirelessly connect battery operated devices to the Internet in regional, national or global networks, and targets key Internet of things (IoT) requirements, such as bi-directional communication, end-to-end security, mobility and localization services. The low power, low bit rate, and IoT use distinguish this type of network from a wireless WAN that is designed to connect users or businesses, and carry more data, using more power. The LoRaWAN data rate ranges from 0.3 kbit/s to 50 kbit/s per channel.

Chirp Spread Spectrum (CSS)

Dies ist die physikalische Schicht Modulationsverfahren verwendet, die von LoRa radio. CSS funktioniert, indem ein sinusförmiges signal und ändert seine Frequenz Linear über die Zeit, die Schaffung eines chirp-Signals. Dieses signal wird dann moduliert auf eine Trägerfrequenz.

Chirp spread spectrum has been used in military and space communication for decades, but LoRa is the first low-cost implementation for commercial usage. Communication between end-devices and gateways is spread out on different frequency channels and data rates. The selection of the data rate is a trade-off between communication range and message duration. Due to the spread spectrum technology, communications with different data rates do not interfere with each other and create a set of “virtual” channels increasing the capacity of the gateway. LoRaWAN data rates range from 0.3 kbps to 50 kbps.

Vom Zirpen das signal über eine größere Bandbreite, LoRa, breitet sich die Energie über einen größeren Frequenzbereich. Dies erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen Störungen und Rauschen, während die Verbesserung der signal-Empfang am Tor.

Adaptive Data Rate (ADR)

Adaptive Data Rate
Adaptive Data Rate (ADR) is a mechanism for optimizing data rates, airtime and energy consumption in the network. This reference documents how ADR is implemented in The Things Stack.

How ADR Works
The ADR mechanism controls the following transmission parameters of an end device:

Spreading factor
Bandbreite
Transmission power

Diese Optimierung sorgt für die besten Daten-Tarife unter ändern der Kanal-Bedingungen, maximiert die Akkulaufzeit von Knoten und Allgemeinen Netzwerk-Kapazität.

Zusammen mit CSS-und ADR geben, LoRa seiner beeindruckenden Reichweite und Belastbarkeit bei minimaler Leistung. Die Signale erscheinen Lärm-wie andere Systeme, die Verbesserung der Sicherheit.

Schlüssel Funktionen und Vorteile von LoRa-Technologie

Lassen Sie uns einen tieferen Blick auf einige der herausragenden Vorteile von LoRa radio technology:

• Long-range connectivity– Enabling-Bereichen: 15+ km in ländlichen Gegenden und 5+ km in städtischen Gebieten. Erlaubt city-Maßstab-Abdeckung, und gute Durchdringung von Gebäuden erreicht wird.
• Low-power– Zwischen 10 mA und 100 nA im Ruhemodus. Je nach der Anwendung, die Lebensdauer der Batterie ist von 2 bis 15 Jahren. Drastisch reduziert Wartung Kosten.
• Sichere übertragungen– AES-128-bit-Verschlüsselung schützt die Daten und verhindert Manipulationen.
• Eine genaue Geolokalisierung– Signale können Nachortung in zehn Metern ohne GPS. Hilfreich für das asset-tracking.
• Globale Frequenzbänder – 868 MHz (863-870 MHz, aufgeteilt in mehrere unterbaender) in Europa und 915 MHz in den USA. Die Kanal-Nutzungsdauer ist begrenzt durch die Vorschriften in vielen Ländern (duty cycle).
• Bidirektionale Kommunikation– Daten Senden und push-Konfiguration unten. LoRa communication devices nable Fernbedienung.
• Hohe Kapazität– mit Einem einzigen LoRa gateway umgehen kann Millionen von Nachrichten, die täglich von tausenden von Geräten.
• Öffnen Sie standard– LoRaWAN ist eine offene Spezifikation betreut durch die gemeinnützige LoRa Alliance. Laufwerke Annahme und Interoperabilität.

The LoRa-Alliance, a nonprofit group and creators of LoRaWAN, is a collaboration of members from around the world tasked to share knowledge and experiences in order to guarantee interoperability between LoRa network operators in one open global standard. While LoRaWAN defines the communication protocol and system architecture for the network, the LoRa architecture enables the long-range communication link. These two elements combine to help determine the battery lifetime of a node, the network capacity, the quality of service, the security and other applications served by the network.

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