通过学术发现LoRa:与卡尔加里大学的问答

卡尔加里大学的学生和教师是如何熟悉LoRa科技的?188bet金博宝滚球

Ghaderi: C大学的计算机科学系在无线传感器网络领域有着悠久的研究历史。在过去，我们甚至基于近程Zigbee技术建立了自己的传感器试验台。188bet金博宝滚球这种技术的短程通信一直是需要远程通信的更有趣应用的障碍。所以，我们一直在寻找这个领域的新技术。我们通过LoRa联盟®网站和发布的关于LoR188bet金博宝滚球a调制和LoRaWAN协议的白皮书了解了LoRa技术。后来，我们听说卡尔加里市有兴趣在该市未来的工业物联网(IoT)网络中试验LoRa技术。188bet金博宝滚球这促使我的团队研究LoRa技术及其物联网功能。188bet金博宝滚球计算机科学系的几个研究小组致力于物联网的各个方面，包括性能、安全和隐私问题。例如，在我的小组中，有三名研究生目前正在研究物联网，特别是LoRa Technology。188bet金博宝滚球

城市联盟研究项目的范围是什么:“物联网LoRaWAN:吞吐量、覆盖范围和可扩展性分析?”

Ghaderi:这个项目的目标是研究LoRa技术在卡尔加里市物联网的实际表现。188bet金博宝滚球从理论和实验两方面分析了LoRa技术的吞吐量、覆盖率和可扩展性等关键性能指标。188bet金博宝滚球实验研究使用了“自己动手”(DIY)策略以及商业设备和网关。我们系统地评估了基于lora的应用程序在城市规模网络的室内和室外部署中的性能。

LoRa科技和你的研究下一步是什么?188bet金博宝滚球

Ghaderi:我们与城市联盟所做的工作主要集中在了解LoRa Technology对物联网的适用性。188bet金博宝滚球我们试图回答以下问题:

• 为卡尔加里市提供覆盖需要多少个网关?
• 一个网关可以支持多少台设备?

现在我们确定LoRa技术是物联网应用的可行解决方案，我们将重点转移188bet金博宝滚球到开发可以受益于该技术的物联网应用程序上。卡尔加里市感兴趣的其中一个应用是城市噪声污染监测。此外，我们正在开发一个类似的森林健康监测应用程序。我们的目标是为这些应用开发基于LoRa技术的低成本工作系统。188bet金博宝滚球

研究生们是如何决定在他们的论文中关注LoRa技术的?188bet金博宝滚球

优素福:在开始研究生学习之前，我对探索物联网领域非常感兴趣。我是在浏览了几篇关于低功耗广域网(lpwan)的博客188bet金博宝滚球后了解到LoRa技术的。后来，我的导师和我讨论了这项技术的细节，并讨论了我们可以探索的一些功能。188bet金博宝滚球在阅读了一些关于LoRa技术的研究论文后，我们开始了解LoRa技术如何支持双向通信，其固有的能力是交188bet金博宝滚球换通信范围以换取高数据速率。基于lorawan的网络在未经许可的ISM频段上运行，不同地区可能适用于LoRa技术的无线电频率法规有所不同。188bet金博宝滚球例如，在欧洲，基于lora的终端设备只有8个868 MHz ISM频段的上行链路通道可用，而在北美，有72个专用上行链路通道可用。我们发现北美地区需要对LoRa技术的性能进行研究，而且大多数文献都是在实验室环境或模拟中进行的，而不是在现场进行的。188bet金博宝滚球因此，随着这些网络在世界各地的快速发展，了解它们在实际应用中的功能就变得非常重要。

在你的研究中，你发现或观察到LoRa科技的什么?188bet金博宝滚球

Rochester/Yousuf:从现实世界的测量中，我们观察到基于lora的终端设备可以实现适合具有远程连接的低速率物联网设备的吞吐量。LoRa技188bet金博宝滚球术提供良好的室内和室外覆盖，甚至DIY终端设备和网关。使用室内定位网关，我们实现了七层楼的室内办公大楼的覆盖，并以最小的包掉落实现了建筑物周围4.4公里的室外覆盖范围。从基于lorawan的全市部署来看，我们观察到三个网关足以覆盖半径约15公里内的密集城区。正如人们所期望的那样，我们确实注意到基于lorwan的网络参数(如传播因子(SF)和数据包大小)是如何影响覆盖的。基于lorwan的网络具有高度可扩展性;从高保真模拟中可以观察到，假设每个设备的流量负载很低(传输之间大约15分钟)，单个网关可以支持数十万个终端设备。

您认为LoRa科技在您的研究中最引人注目的方面是什么?188bet金博宝滚球

Yousuf: LoRa的正交性和捕获效果是这项技术引人注目的方面。188bet金博宝滚球LoRa调制采用正交扩频因子，不同扩频因子的多个包可以在同一信道中并发传输，极大地提高了网络性能。LoRa的通道访问机制是ALOHA，但它具有捕获效果的能力。对于纯ALOHA，如果数据包接收的任何部分与另一部分重叠，则称为碰撞。由于捕获效应机制，一些LoRa包即使在并发接收的情况下也可以被解码。

罗切斯特:另一个引人注目的方面是，整个网络的建立和运行非常容易。人们对建立物联网网络有一种先入之见。我们有同样的想法，建立我们的第一个网络需要一些时间和研究。虽然我不能说我们在路上没有遇到挫折，但它并不像我们预期的那样需要那么多的时间和精力，设备也就从那里开始。这使得LoRa技术非常易于使用和188bet金博宝滚球实现，即使对新手用户也是如此。

虽然大多数智能城市物联网实现仅位于城市范围内，但LoRa技术的远程和低功耗能力使其能够在城市范围外的模糊区域长时间使用。188bet金博宝滚球在这些场景中，我们研究了位于森林、山脉和河流周围的传感器网络，这些传感器网络可以长时间收集有关环境的信息。这为研究和数据收集提供了机会，这在以前的行业中是无法实现的。

您认为LoRa Technology与该行业其他物联网产188bet金博宝滚球品的区别是什么?

Yousuf: LPWAN技术被考虑用于耐延迟、需要低功耗、良好通信覆盖以及不需要高数据速率的应用。LoRa Technology可以传输的最大数据包大小为242字节，188bet金博宝滚球每次传输的最大传输功率为+30 dBm(1瓦)，与业内其他物联网产品相比非常显著。除此之外，LoRa技术的正交性和捕获效应有助于基于LoRa的应用程序变得可扩展。188bet金博宝滚球一个基于lora的64通道网关网关可以支持数十万个具有通信覆盖的设备，与其他物联网平台相比，这是非常重要的。

Rochester:在我看来，LoRa Technology与其他物联网产品的区别188bet金博宝滚球在于它在ISM频率上运行，对于那些希望管理自己的私有网络而不受许可和运营商限制的人来说，这是一个完美的解决方案。LoRa技术的低功耗和远程能力使其可以部署在没有蜂窝网络或易于获取电源的地方。188bet金博宝滚球最重要的是，LoRa技术的可伸缩性允许在大地理区域进行大规模部署。188bet金博宝滚球这意味着即使只有几个64通道网关，也可以构建一个大型独立的物联网网络，即使是在传统上没有覆盖的地区。

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