在物联网技术蓬勃发展的当下，低功耗广域网（LPWAN）技术成为推动行业进步的关键力量。其中，LoRa技术凭借独特优势，在众多技术中脱颖而出，成为众多应用场景的理想选择。
LoRa，全称long range radios，由法国Cycleo公司研发，后被Semtech收购。Semtech以此为基础，开发出一整套LoRa通信芯片解决方案。LoRa采用线性调制扩频（CSS）技术，通过线性频率调制（LFM）产生“啁啾”信号，每个数据包的载波频率随时间线性变化。这种调制方式让信号在强干扰环境下具备出色的穿透力与抗多径衰落能力，实现远距离传输。同时，它采用扩频调制，在频域中循环平移chirp信号来编码数据，使信号能在多个频率传输，提高了抗干扰能力和通信距离。为提升数据传输可靠性，LoRa还运用前向纠错（FEC）技术，即便在噪声干扰大的环境中，也能确保数据正确解码。低功耗设计让设备在电池供电下长时间运行，自动重传请求（ARQ）则进一步保障了数据传输的可靠性。
LoRa技术有多个关键参数，扩频因子（SF）是其中之一。它用多个信息码片代表有效负载信息的每个位，码片速率与标称符号速率（Rs）的比值即为扩频因子，取值范围通常为SF6到SF12。不同SF值正交，接收端只有与发送端扩频因子匹配，信号才能正确解调。实际应用中，需确保链路两端SF值一致。而且，扩频因子影响信号覆盖范围，负信噪比条件下，扩频因子大的信号仍能正常接收，可改善接收机灵敏度、链路预算和覆盖范围。
编码率（CR）也是重要参数，它表示数据流中有用部分的比例。LoRa支持的CR有CR1 (4/5)、CR2 (4/6)、CR3 (4/7)和CR4 (4/8)，通过循环纠错编码实现前向错误检测与纠错。编码率以k/n形式表示，n - k为传输开销，用于携带冗余信息纠正传输错误。选择合适编码率，能在保证数据传输可靠性的同时，减少传输开销，实际应用需根据信道条件和误码率等因素选择。
信号带宽（BW）决定了LoRa信号的频率范围，LoRa支持的带宽包括7.8kHz到500kHz等多种规格。增加带宽可提高有效数据速率，缩短传输时间，但会牺牲部分接收灵敏度，实际应用需根据需求和场景选择合适带宽。
LoRa技术特点鲜明。长距离通信方面，其通信范围可达数公里到数十公里；低功耗特性使设备电池寿命长，网络中设备能长时间运行；广域覆盖能力强，不仅覆盖城市，还能穿透障碍物，提供深度室内和地下覆盖；抗干扰能力出色，采用频率扩散调制技术，在复杂电磁环境下能保持稳定通信连接；低成本也是其优势，部署成本相对较低，设备价格亲民，长距离通信能力减少了基础设施需求；开放标准特性促进了LoRa生态系统的发展与创新，厂商和开发者可基于其进行开发。不过，LoRa也存在一些不足，数据传输速率通常在几十至几百kbps之间，不适合高速率传输场景；高密度部署或复杂环境中可能面临网络拥塞、信号干扰等问题；主要依托私有协议LoRaWAN，与全球统一标准的通信技术存在差距。
在芯片领域，LoRa由Semtech、IBM Research和Actility共同开发，Semtech掌握底层技术核心专利，其他公司需经其授权进行芯片开发或采用其芯片做SIP级芯片开发。授权分LoRa芯片IP授权和获取LoRa晶圆推出SiP级芯片或模块两种形式，全球仅有ST和阿里云IoT获得IP授权，微芯科技、群登科技等获得晶圆授权。Semtech提供多个系列LoRa芯片，如SX1272/SX1273等。
LoRa芯片分为终端芯片和网关芯片，出货量数量级差异大，前者在千万级以上，后者为十万级别。LoRa模组按协议可分为LoRa模组和LoRaWAN模组，后者及基于私有协议的LoRa模组出货量占比约为95%、5%。LoRaWAN是基于LoRa射频技术构建的低功耗、广域通信协议，用于连接和管理广域范围内的设备。按功能，LoRa模组分为纯数据模组和自带数据处理功能的模组，纯数据LoRa模组应用最多，占比约90%。
LoRa网关按协议分为LoRa私有协议网关和LoRaWAN网关，目前大部分是LoRaWAN网关，智慧社区、智慧楼宇等项目中使用标准LoRaWAN协议比例超10%。按通道数，LoRa网关分为8通道、16通道及64通道网关，8通道的LoRaWAN网关应用居多。
LoRa技术应用方向广泛，主要有特定区域内覆盖多样化应用（如园区、工厂等）、运营商网络覆盖不足的刚需市场、部分对数据敏感的行业。典型应用包括市政管理，如路灯、井盖、垃圾桶管理等；智慧表计领域，智能水表、智能电表、智能燃气表等产品占比约70%，是LoRa应用中成熟度最高的。
LoRaWAN开放规范由非营利性技术联盟LoRa Alliance®管理，为网络定义了通信协议和系统体系结构，LoRa物理层支持远程通信链路。协议和网络架构对节点电池寿命、网络容量、服务质量、安全性和应用程序有重要影响。LoRaWAN有三种终端类型，网络通常由节点、网关和服务器组成。节点负责收集和传输数据，网关是节点与外部网络的桥梁，服务器负责数据处理和管理。
不同国家和地区对LoRa的频谱、信道和功率有不同要求。LoRa应用广泛，在工业控制、环境检测、智慧城市等控制传感器领域都有应用。与NB - IOT技术相比，两者各有优势，NB - IOT受限于运营商基站建设，同一区域存在并发问题，实时性高的场景不太适合，而LoRa工作在非授权频段，企业可独立组网，在企业级LPWAN领域发展空间较大。
