Page 17 - 网络电信2018年12月刊下
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图1 LoRaWAN网络架构示意图 对电信运营商而言，由于LoRaWAN的广域覆盖能力，与现有
基站共址部署将极大地节省部署成本和部署时间，运营商可将
LoRaWAN网关和天线部署在现有基站天面，并通过有线方式进行
业务回传。天面设置形式如图3所示。
图3 电信运营商基于LoRaWAN的基站天面示意图
LoRa终端有三种工作模式：ClassA、ClassB和ClassC。
ClassA采用异步模式。这种工作模式下节点主动上报数
据，采用ALOHA协议。下行方面必须等待终端上报数据后才能执
行下行数据传输。上行数据传输结束后会分别间隔1s后会有两
个下行接收窗口，其中接收窗口RX1一般是在上行传输接收后1s
开始，接收窗口RX2是在上行传输结束后2s开始。由于终端可能
连接多个网关，一般在信号最强的网关按上行相同的频率和速
率下发数据分组。如果终端在第一个接收窗口接收成功，它不 此外，考虑到部分应用场景位于地下室等信号覆盖难度极
再打开第二个接收窗口，否则它将打开第二个接收窗口。这种 大的区域，可以通过增加LoRa中继的方式实现终端设备与基站
模式功耗极低，比非LoRaWAN的LoRa节点功耗更低，因为除了窗 的通信。中国地区有2个ISM（非授权）频段，如表2所示。
口发送接收之外，其他时间都是休眠，例如垃圾桶监测、烟雾
表2 LoRaWAN中国地区使用参数
报警器、气体监测等间隔周期长、无需主动发送下行数据的场
景可以采用这种工作模式。
ClassB采用同步模式。这种工作模式下，终端除了ClassA
的随机接收窗口，还可以在固定周期内接收网关下行数据，通
过接收网关广播的信标来校准自身的时候，每隔128s接收一个 显然为了提供广域覆盖，470～510MHz频段为最佳频段，共
信标。在2个信标之间，终端会开启一些接收窗口，如果在窗口 可提供96个上行信道和48个下行信道。在上行的96个通道中，
期接收到网关的前导码，那么它将接收完整的下行数据分组。 从第6通道到第38通道以及第45通道到第77通道分配为由国家电
ClassB模式兼顾实时性和低功耗，但是对时间同步要求很高， 网使用，因此这部分频率在城域专网建设中将不能使用。
可用于周期性上报监控数据的场景，例如阀控水气电表等。 站址部署方面，按照国外电信运营的典型实践，在设备
ClassC是常发常收模式。终端基本是一直打开着接收窗 上行发射功率10dBm的情况下，考虑到室内业务可用的情况，
口，只在发送时短暂关闭。由于终端处于持续接收状态，可在 LoRaWAN在不同场景下的覆盖能力如表3所示。
任意时间对终端下发数据，实时性最好，但是更加耗电，适合
表3 分场景下的LoRaWAN基站覆盖能力
不考虑功耗或需要大量下行数据控制的应用，比如智能路灯控
制。
二、基于LoRaWAN的城域物联网组网方案
组网架构方面LoRa网关既可以独立部署并通过无线方式或 三、结束语
有线方式进行回传，也可以与现有的LTE基站共址部署，如图2
本文在研究LoRaWAN技术架构和特点的基础上，探讨了电信
所示。 运营商基于LoRaWAN的组网架构和方案，特别适用于市政管网、
图2 电信运营商基于LoRaWAN的物联网组网架构 路灯、垃圾站点等公用设施这类数据传输频次不高、数量规模
巨大需要低成本建设和运营的场景，电信运营商应重视LoRaWAN
技术，并充分考虑利用现有站址进行LoRaWAN低成本和快速部
署。
参考文献
[1] 郑浩.LoRa技术在低功耗广域网络中的实现和应用[J].信息通信技
术,2017(1):19-26.
网络电信 二零一八年十二月 49
