浅析三种应用于无线传感器的LPWANs

 当今，应用于无线传感器的LPWANs有很多，其中最主要的有三种：LoRa、SigFox和NB-IoT。

LoRa是一种被广泛接受的标准，它使用线性调频扩频调制方案在非常远的距离上传输数据。LoRa是LoRaWAN(通过网关或LoRaWAN网络提供商连接无线传感器)公开可用的层规范。LoRaWAN具有比SigFox更高的带宽，并且可以在有干扰的环境中更有效地传输数据包。

使用LoRaWAN，数据可以在网关和网络服务器之间通过加密消息发送。服务器对最终发送到最终应用程序的数据进行身份验证和解密。用户可以通过LoRaWAN直接向无线传感器发送消息以重新配置设备。

LoRaWAN传感器根据传感器发送和接收消息的能力分为三类。A类设备一直处于休眠模式，直到有东西可传输。这些传感器可以随时发送上行消息，这使得它们在无线传感器和执行器网络(WSAN)中作用重大。

B类传感器为设备安排窗口以接收来自服务器的下行消息。C类传感器为消息维护一个打开的接收窗口，直到它们需要传输信息。因此，C传感器可以实现低延迟通信，但比其他类型的传感器消耗更多的功耗。

对于所有这些LoRaWAN传感器类型，网络开发人员必须有适当的网关硬件来接收数据并将信息传递给服务器。

SigFox使用超窄带传输将无线传感器直接连接到基站。该标准已在55个以上的国家/区域覆盖，并可以在美国以600bps的速率支持每个子频段超过100个以上的信道。但是，数据包仅限于12个字节，而且该标准不允许消息ACK(确认字符)。SigFox用户按每台设备和每天发送的上行与下行消息数量付费。

NB-IoT利用现有的蜂窝塔基础设施为低功耗设备提供广泛的覆盖范围。该标准采用保护带窄通道，以避免干扰，并能很好地穿透室内环境。2018年，T-Mobile通过4G网络增加了NB-IoT的覆盖范围。