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深度解析LoRa与NB-IoT的区别-.pdf
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一、引言
物联网应用需要考虑许多因素,例如节点成本,网络成本,电池寿命,
数据传输速率(吞吐率),延迟,移动性,网络覆盖范围以及部署类型等。可以
说没有一种技术可以满足 IoT 所有的需求。 NB-IoT 和 LoRa两种技术具有不同的
技术和商业特性, 所以在应用场景方面会有不同。 这里会针对二者的区别进行阐
述,并且对各自适合的应用场景进行说明。
二、频段,服务质量和成本
LoRa工作在 1GHz以下的非授权频段,故在应用时不需要额外付费。
NB-IoT 和蜂窝通信使用 1GHz以下的授权频段。 处于 500MHz和 1GHz之间的频段
对于远距离通信是最优的选择,因为天线的实际尺寸和效率是具有相当优势的。
LoRaWAN使用免费的非授权频段,并且是异步通信协议,对于电池供电
和低成本是最佳的选择。LoRa 和 LoRaWAN协议,在处理干扰、网络重叠、可伸
缩性等方面具有独特的特性, 但却不能提供像蜂窝协议一样的服务质量 (QoS)。
据悉授权的 Sub-GHz频段的竞拍,每 MHz价格超过 5 亿美金。蜂窝网络和 NB-IoT
出于对服务质量(QoS)的考虑,并不能提供类似 LoRa一样的电池寿命。由于
QoS和高昂的频段使用费, 需要确保 QoS的应用场景推荐使用蜂窝网络和 NB-IoT,
而低成本和大量连接是首选项的话 LoRa是不错的选择,如下图。
三、电池寿命和下行延迟
蜂窝网络设计的理念是最优的频段利用率, 相应的就牺牲了节点成本和
电池寿命。相反,LoRaWAN节点是为了低成本和长电池寿命而生,在频段利用率
方面有一定的欠缺。
关于电池寿命方面有两个重要的因素需要考虑, 节点的电流消耗 (峰值
电流和平均电流)以及协议内容。 LoRaWAN是一种异步的基于 ALOHA的协议,也
就是说节点可以根据具体应用场景需求进行或长或短的睡眠, 而蜂窝等同步协议
的节点必须定期地联网。例如,现在市面上的手机工作时每 1.5s 必须与网络进
行同步。在 NB-IoT 中,这种同步变少但是仍然在定期进行,这样就额外的消耗
了电池的电量。
在蜂窝网络中调制是充分利用频段的有效手段, 但是从节点的角度这并
不是有效的。蜂窝的调制(OFDM 或者 FDMA)需要一个线性的发射器来产生调制
信号,而一个线性的发射器需要的峰值电流比非线性调制多几个数量级, 越高的
峰值电流会消耗电池更多的电量。
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小正太浩二
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