로라

로라
	LoRa 모듈
개발자	셈텍 주 사이클로
커넥터 타입	SPI/I2C
호환 하드웨어	SX1261, SX1262, SX1268, SX1272, SX1276, SX1278
물리 범위	10km(6.2mi) 이상의 완벽한 상태

LoRa('장거리'에서)는 물리적 독점 무선 통신 ^[1]기술입니다.이는 chirp spectrum(CSS) ^[2]기술에서 파생된 스펙트럼 확산 변조 기술에 기초한다.그것은 후에 Semtech에 인수된 프랑스 그르노블의 회사인 Cycleo(^[3]^[4]특허 9647718-B2)에 의해 개발되었다.

LoRaWAN은 소프트웨어 통신 프로토콜과 시스템 아키텍처를 정의합니다.LoRa의 지속적인 발전WAN 프로토콜은 SemTech가 창립 멤버인 개방형 비영리 LoRa Alliance에 의해 관리됩니다.

LoRa와 LoRa가 함께WAN은 배터리 작동 장치를 지역, 국가 또는 글로벌 네트워크에서 인터넷에 무선으로 연결하도록 설계된 LPWA(Low Power, Wide Area) 네트워킹 프로토콜을 정의하며 양방향 통신, 엔드 투 엔드 보안, 모빌리티 및 현지화 서비스 등의 주요 사물인터넷(IoT) 요건을 대상으로 합니다.저전력, 저비트레이트 및 IoT 사용은 이러한 유형의 네트워크를 사용자 또는 기업에 접속하여 더 많은 데이터를 전송하고 더 많은 전력을 사용하도록 설계된 무선 WAN과 구별합니다.로라WAN 데이터 레이트의 범위는 ^[5]채널당 0.3kbit/s ~50kbit/s입니다

특징들

LoRa는 유럽에서는 라이선스가 필요 없는 서브기가헤르츠 무선 주파수 대역 EU868(863–870/873MHz), 남미에서는 AU915/AS923-1(915–928MHz), 북미에서는 US915(902–928MHz)를 사용합니다.LoRa는 낮은 전력 ^[8]소비로 장거리 전송을 가능하게 합니다.이 기술은 물리적 계층을 커버하는 반면 LoRaWAN(롱 레인지 와이드 에리어 네트워크)과 같은 다른 기술과 프로토콜은 상위 계층을 커버합니다.확산율에 ^[9]따라 0.3kbit/s에서 27kbit/s 사이의 데이터 전송률을 달성할 수 있습니다.

LoRa 디바이스에는 ^[10]게이트웨이에서 타임스탬프를 통해 디바이스의 위치를 3변환하기 위해 사용되는 지오로케이션 기능이 있습니다.

LoRa PHY

LoRa는 chirp spread spectrum(CSS) 변조와 유사하며 chirp spread spectrum(CSS; 차프 확산 스펙트럼) 변조와 파생되는 자체 확산 스펙트럼 변조를 사용합니다.각 기호는 주파수 간격( $f_{0}-B/2,f_{0}+B/2$ 0 $f_{0}-B/2,f_{0}+B/2$ - $f_{0}-B/2,f_{0}+B/2$ / $f_{0}-B/2,f_{0}+B/2$ , f $f_{0}-B/2,f_{0}+B/2$ + $f_{0}-B/2,f_{0}+B/2$ / $f_{0}-B/2,f_{0}+B/2$ ({ $displaystyle f_{0}-B/2$ , $f_{0}+B/2$ 에 걸쳐 주기적으로 시프트되는 차프로 표시됩니다. $f_{0}$ 서 $f_{0}$ 0({ $displaystyle f_{$ 0 $f_{0}$ })은 신호 $중심$ $주파수$ 이고 B $($ Hz $B$ )는 B({ $displaystyle$ B $)$ 입니다.확산계수(SF)는 5 ~12의 선택 가능한 무선 파라미터로 심볼당 송신되는 비트수를 나타냅니다.또한 시간이 ^[2]지남에 따라 정보가 확산되는 양을 결정합니다.사이클 시프트 차프의 초기 주파수는 M $= 2$ $M=2^{\mathrm {SF} }$ F ({ $displaystyle$ M $=2$ {SF $}})$ 입니다( $f_{0}+B/2$ 주파수 f0 + $B$ / $f_{0}+B/2$ ({ $style f_{0}-B/2$ $})$ 에 $f_{0}-B/2$ 도달하면 순간 주파수가 선형적으로 증가하여 $f_{0}-B/2$ 0 $f_{0}+B/2$ - $f_{0}-B/2$ / $f_{0}-B/2$ 로 감깁니다).심볼 레이트는 R $R_{s}={\frac {B}{2^{\mathrm {SF} }}}$ $R_{s}={\frac {B}{2^{\mathrm {SF} }}}$ $R_{s}={\frac {B}{2^{\mathrm {SF} }}}$ $R_{s}={\frac {B}{2^{\mathrm {SF} }}}$ S $R_{s}={\frac {B}{2^{\mathrm {SF} }}}$ {\ $displaystyle$ $R_{s$ } = $flac {B$ $}{$ $2^{\mathrm$ {SF $B$ 에 의해 $R_{s}={\frac {B}{2^{\mathrm {SF} }}}$ 됩니다.LoRa는 $SF$ , ie를 선택하여 감도와 데이터 레이트를 교환할 수 있습니다.SF가 작을수록 데이터 레이트는 높아지지만 감도는 낮아집니다.SF가 높을수록 감도는 높아지지만 데이터 ^[13]레이트는 낮아집니다.낮은 SF에 비해 같은 양의 데이터를 높은 SF로 전송하려면 전송 시간이 더 필요합니다.이것을 온에어 타임이라고 합니다.온에어 시간이 길다는 것은 모뎀이 더 오랜 시간 전송하여 더 많은 에너지를 소비한다는 것을 의미합니다.일반적인 LoRa 모뎀은 최대 +22dBm의 ^[11]전송 파워를 지원합니다.다만, 각 나라의 규제에 의해서, 허가된 송신 전력이 제한되는 경우가 있습니다.송신 파워가 높을수록 수신기의 신호 파워가 높아지기 때문에 링크버젯은 높아지지만 소비전력은 증가합니다.에너지 소비량, 통신 거리 및 중간 액세스 ^[14]효율에 관한 LoRa 성능 측정 연구가 있습니다.LoRa Development Portal에 따르면, LoRa가 제공하는 범위는 도시 지역에서 최대 3마일(4.8km)까지이고 시골 지역(시선)^[15]에서는 최대 16km까지입니다.

또한 LoRa는 순방향 오류 수정 코드를 사용하여 간섭에 대한 복원력을 향상시킵니다.LoRa의 높은 범위는 약 155~170dB의 ^[16]높은 무선 링크 버젯을 특징으로 합니다.LoRa의 레인지 익스텐더는 LoRaX라고 불립니다.

로라완

LoRa는 하위 물리 계층을 정의하기 때문에 상위 네트워킹 계층이 부족했습니다.LoRaWAN은 네트워크의 상위 계층을 정의하기 위해 개발된 여러 프로토콜 중 하나입니다.LoRaWAN은 클라우드 기반 미디어 액세스 제어(MAC) 계층 프로토콜이지만 주로 LoRa Alliance에 의해 유지되는 라우팅 프로토콜로서 LPWAN 게이트웨이와 엔드 노드 장치 간의 통신을 관리하기 위한 네트워크 계층 프로토콜로 작동합니다.

LoRaWAN은 네트워크의 통신 프로토콜과 시스템 아키텍처를 정의하며, LoRa 물리 계층은 장거리 통신 링크를 가능하게 합니다.LoRaWAN은 모든 디바이스의 ^[17]통신 주파수, 데이터 레이트 및 전력 관리도 담당합니다.네트워크내의 디바이스는 비동기이며, 송신 가능한 데이터가 있는 경우에 송신합니다.엔드 노드 디바이스에 의해서 송신되는 데이터는, 복수의 게이트웨이에 의해서 수신되어 데이터 패킷이 집중형 ^[18]네트워크 서버에 전송 됩니다.그런 다음 데이터가 응용 프로그램 ^[19]서버로 전송됩니다.이 기술은 중간 부하에 대한 높은 신뢰성을 보여주지만 확인 ^[20]응답 전송과 관련된 몇 가지 성능 문제가 있습니다.

버전 이력

2015년 1월 : 1.0^[21]^[22]
2016년^[23] 2월 : 1.0.1
2016년^[24] 7월 : 1.0.2
2017년 10월: 1.1, 클래스^[25] B 추가
2018년^[26] 7월 : 1.0.3
2020년^[27] 10월 : 1.0.4

로라 얼라이언스

LoRa Alliance는 LoRaWAN(장거리 광역 네트워크) 프로토콜을 지원하고 모든 LoRa의 상호 운용성을 보장하기 위해 2015년에 설립된 501(c)(6)^[28] 협회입니다.WAN 제품과 테크놀로지이 열린 비영리 단체에는 500명이 넘는 ^[29]회원이 있습니다.LoRa Alliance의 일부 멤버는 IBM, Everynet, Actility, MicroChip, Orange, Cisco, KPN, Swisscom, Semtech, A2A Smart City SPA, Bouygues Telecom, Singtel, Proximus, The Things Industries 및 Cavagna ^[30]Group입니다.2018년 한 해 동안 LoRa Alliance는 100여 개의 Lora를 보유하고 있었다100개국 이상의 ^[31]WAN 네트워크 오퍼레이터이 얼라이언스는 ^[32]오리건주 비버튼에 있는 VTM 그룹이 관리하고 있습니다.

4G/5G 네트워크용 LoRaWAN

연구진은 LoRa가 이 모든 것을WAN은 4G/^{[citation needed]}5G 테크놀로지의 소비전력에 관한 문제의 일부를 해결할 수 있습니다.

「」를 참조해 주세요.

DASH7 – LoRa를 대체하는 일반적인 오픈 솔루션
IEEE 802.11ah – 비독점 저전력 장거리 표준
CC430 – MCU 및 서브1 GHz RF 트랜시버 SoC
NB-IoT
LTE Cat M1
MIoTy – 센서 네트워크용 서브GHz LPWAN 테크놀로지
SCHC – 정적 컨텍스트 헤더 압축
헬륨(암호화폐) - LoRaWAN 프로토콜과 블록 체인 테크놀로지 조합

레퍼런스

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^ LoRa 버전 1.0WAN 사양이 공개되었습니다.
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추가 정보

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이창재 류기준 김범준."sleep 모드 모바일 스테이션용 무선 액세스 시스템의 주기적 범위 설정." 미국 특허 제719만4288호. 2007년 3월 20일.
Ghoslya, Sakshama (2019-04-17). "How to generate LoRa Symbols". All About LoRa and LoRaWAN.
퀴글리, 토마스 J., 테드 라벤코."통신 시스템의 지연 시간 감소" 미국 특허 No. 7,930,000. 2011년 4월 19일
Bankov, D.; Khorov, E.; Lyakhov, A. "로라의 한계에 대하여"WAN 채널 액세스.2016년 엔지니어링 및 전기통신 국제회의(EnT): 10~14.
세네비라트네, 프라디카"Arduino로 LoRa 무선 네트워크 시작 - 장거리, 저전력 무선 IoT 네트워크 구축"Apress, 2019, eBook ISBN 978-1-4842-4357-2, 소프트커버 ISBN 978-1-4842-4356-5, Ed: 1

외부 링크

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[3] "Semtech Acquires Wireless Long Range IP Provider Cycleo". Design And Reuse. Retrieved 2019-10-17.

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