將LoRa與一些著名的LPWAN技術(shù)進(jìn)行比較,以證明它是馬來西亞WSN監(jiān)測紅樹林的最佳選擇。
LoRa與NB-IoT
NB-IoT是一種基于長期演進(jìn)(LTE)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可提供200 kHz頻譜的連接。目前大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都采用這種技術(shù),因?yàn)樗哂辛己玫母采w范圍和較低的部署成本。
NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)勢包括使用現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)部署技術(shù)的能力,大覆蓋范圍和高質(zhì)量的客戶服務(wù)。類似地,LoRaWAN標(biāo)準(zhǔn)的特征是通信范圍長,因此覆蓋區(qū)域,用戶終端的長時(shí)間服務(wù),網(wǎng)絡(luò)部署和用戶終端的低成本,以及高穿透力。但是,使用LoRaWAN可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率相對較低[。
盡管NB-IoT提供了大覆蓋區(qū)域和高質(zhì)量鏈路,即使使用現(xiàn)有LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)施,但與LoRa相比,該技術(shù)的部署成本昂貴,因?yàn)樯壃F(xiàn)有基站會產(chǎn)生更高的成本。
LoRa與IEEE 802.15.4
IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)提供接近250 kbit/s的數(shù)據(jù)速率。但是,傳輸范圍很大程度上取決于環(huán)境。而對于清晰的視線,這可以達(dá)到1000米,在大多數(shù)情況下,測量范圍為數(shù)十米。IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)支持三個(gè)未經(jīng)許可的頻段:歐洲為868 MHz,北美為928 MHz,全球?yàn)?.4 GHz 。
通常,LoRa在干擾方面不如IEEE 802.15.4g敏感。對信道化的研究已經(jīng)證明,即使在IEEE 802.15.4g信號的強(qiáng)干擾下,它也具有足夠的彈性以獲得高分組接收速率(PRR),這些信號在相同的頻帶中傳送。這些信號的影響很大程度上取決于LoRa網(wǎng)絡(luò)的配置(即SF和BW)。在高數(shù)據(jù)速率下,LoRa可以容忍來自信號的干擾,其幅度比接收的實(shí)際LoRa信號的功率高6 dB。在低數(shù)據(jù)速率下,這個(gè)容差高達(dá)16 dB,由可接受的PRR定義。
LoRa與Sigfox
在已經(jīng)被分類用于IoT應(yīng)用的無線通信技術(shù)中,通常部署在ISM頻帶(LoRaWAN和Sigfox)中的兩個(gè)是長距離的。Sigfox是一種專有的超窄帶技術(shù),由位于法國Labège的同名公司開發(fā),該公司使用差分二進(jìn)制相移鍵控(DBPSK)調(diào)制。相比之下,使用LoRa進(jìn)行調(diào)制是基于專有的擴(kuò)頻技術(shù)和高斯頻移鍵控。Sigfox中的通信在868MHz頻帶中進(jìn)行,頻譜分為400個(gè)100Hz的信道。Sigfox聲稱,只有一個(gè)接入點(diǎn)可以處理多達(dá)一百萬個(gè)終端設(shè)備,農(nóng)村地區(qū)覆蓋范圍可達(dá)50公里,城市地區(qū)覆蓋范圍可達(dá)10公里。
利用Sigfox網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)包以隨機(jī)頻率發(fā)送三次,以最大化成功接收至少一個(gè)分組的概率,因?yàn)樗萀oRa網(wǎng)絡(luò)對干擾更敏感。在覆蓋范圍和區(qū)域能力Sigfox和LoRaWAN覆蓋150公里2北丹麥測試城區(qū),發(fā)現(xiàn)上行室內(nèi)覆蓋(20分貝穿透損耗),從干擾的影響更是雪上加霜,因?yàn)殒溌奉A(yù)算減少了,LoRaWAN的覆蓋率為78%,而Sigfox的覆蓋率低于50%。
LoRa的優(yōu)勢總結(jié)