LPWAN大致可以分為蜂窩LPWA技術和非蜂窩LPWA技術。蜂窩LPWA技術主要是以3GPP主導的技術，而非蜂窩LPWA技術多是以公司或聯盟組織主導的技術。

非蜂窩網絡的LPWA技術主要工作在免授權許可頻段，多數技術是基于Sub-1GHz頻段，主要的技術有以下幾種：

LoRaWAN - LoRa聯盟制定的LPWAN技術規范，主要面向無線電池供電應用。Sigfox - 法國Sigfox公司基于超窄帶的LPWA技術，RPMA - Random phase multiple access，隨機相位多址接入，美國Ingenu公司開發的低功耗廣域網技術Weightless - Weightless特別興趣小組(SIG)制定的LPWAN標準ZETA - 中國縱行科技公司自主開發的LPWA技術IEEE 802.15.4K - 2013 - 由IEEE 802.15.4-2011發展而來的，面向低能耗關鍵基礎設施監測（ Low Energy Critical Infrastructure Monitoring，LECIM）應用基于蜂窩網絡的LPWA技術主要工作在授權許可頻段，主要有以下三種技術:

NB-IoT - 即Cat-NB1，Narrowband IoT，窄帶物聯網。新增到LTE平臺的無線電規范，針對低端市場而優化eMTC - 即Cat M1，Long-Term Evolution Enhanced Machine Type Communications, 長期演進增強機器類通信?；赗elease 12規范的改進（UE Cat0, 新的省電模式：PSM），針對機器類型通信的進一步LTE增強功能EC-GSM-IoT - Extended Coverage GSM for Internet of Things, 擴展覆蓋范圍GSM物聯網。EC-GSM-IoT建立在GPRS/EGPRS基礎之上，EGPRS的增強功能并與PSM相結合，使得GSM/EDGE可以面向物聯網市場LPWAN網絡的基本網絡架構

LPWA技術是物聯網與互聯網的融合發展的結果，通過網關或基站這個連接的紐帶或橋梁把物聯的網絡連接到了互聯網，在云端進行數據的處理和終端管理。網關作為數據的橋，簡化了網關的復雜度和降低了連接入網的成本，而物聯的網絡規模化也使得終端的成本降低了。基于云端的數據和設備的管理，促進了物聯網新生態的發展。

下圖是LPWA基本的網絡架構。

LoRaWAN

簡介

LoRa是由法國Cycleo公司開發的一種無線數據通信技術專利，2012年被Semtech公司收購。Semtech、Actility和IBM Research公司在瑞士的蘇黎世共同制定了一份適用于物聯網的規范。自2014年以來，他們就合作設計了LoRaMAC，該規范解決了物聯網市場安全、能源效率、漫游和配置入網。2015年2月，LoRa聯盟在巴塞羅那移動世界大會上宣布成立。LoRaMAC重新命名為“LoRaWAN”，成為LoRa聯盟成員的規范。

網絡部署情況

目前LoRa聯盟已有500多個成員，在100多個國家提供服務，58加聯盟成員運營商在41個國家運營，67家公共網絡運營商。其全球網絡覆蓋情況如下圖所示：

技術

LoRaWAN采用了Semtech公司開發的擴頻技術，工作在sub-1GHz頻段，歐洲 868MHz，北美：915MHz，中國:433Mhz，470-510MHz。LoRaWAN的傳輸數據速率在 300bps - 50kbps。安全方面采用了128位的AES加密。

許多現有部署的網絡采用了網狀網絡架構。在網狀網絡中，個別終端節點轉發其他節點的信息，以增加網絡的通信距離和網絡區域規模大小。雖然這增加了范圍，但也增加了復雜性，降低了網絡容量，并降低了電池壽命，因節點接受和轉發來自其他節點的可能與其不相關的信息。當進行遠距離連接時，星型架構最有意義的是保證了電池壽命。

LoRaWAN網絡架構如下：

從LoRaWAN網絡架構來看，主要有以下幾部分：終端節點（End Nodes）、集中器/網關（Concentrator/Gateway）、回程、網絡服務器（Network Server）、應用服務器（Application Server）。

終端節點（End Nodes）

在上面的LoRaWAN網絡架構圖中，終端節點是在最左邊，異步地廣播數據包到網絡。遵循Aloha網絡規范，保證終端設備可以大部分時間處于空閑模式，功耗少于1uA。 這種方法可確保在小型電池上的應用可以實現10至15年的使用壽命。

因為低功耗，LoRaWAN網絡是Aloha介質訪問網絡規范最適合的技術選擇，廣域網絡主要工作在ISM頻段。在免授權頻段中，介質質量和可訪問性不能被保證，這意味著任何類型的時隙多址技術都將會面臨信道可用性問題。需要設備同步的時分多址可能會在終端設備上造成很大的成本，并且與LPWA中的一些用例不兼容。

集中器/網關（Concentrator/Gateway）

通過終端節點廣播的數據包將會被網絡中的一個或多個網關獲取。網關有一個多信道和多數據速率的射頻嵌入式設備，可以掃描和檢測任何活動信道上的數據包并進行解調。

網關是核心網絡的簡單通道，它們通常沒有內置的智能處理。 這有兩個主要優點：

網關是由非常簡單的、便宜的硬件組成不需要從單元到單元漫游。終端節點廣播其數據包，而不需要考慮哪個網關會接收它們，并且多個網關可以接收數據包而對其能量消耗沒有任何影響。 不需要切換過程或同步。

回程

網關通常有一個以太網的回程，然而，目前一些部署使用了2G、3G、4G、Wi-Fi、NB-IoT、以太網等作為回程。

網絡服務器（Network Server）

核心網絡是LoRaWAN系統的重要組成部分。 它承載所有需要的智能來管理網絡并將數據分發到其他服務器。 一些功能包括：

消息合并 - 來自多個網關相同數據包的多個副本被轉發到網絡服務器。網絡服務器記錄這些數據包，分析數據包的接收質量，并通知網絡控制器。

路由：對于下行鏈路，網絡服務器決定到終端節點的最佳路由。通常，這個決定基于先前傳送數據包的鏈路質量指示，從接受信號強度指示（Received Signal Strength Indication，RSSI）和信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）計算出來。

網絡控制 - 鏈路質量還有助于為某個終端節點決定最密切相關的通信速度或擴頻因子。這就是我們所說的ADR，或由網絡控制器處理的自適應數據速率策略。

網絡和網關監控 - 網關通常通過加密的IP鏈路連接到網絡服務器。網絡通常包含網關管理和監控接口，允許網絡提供商管理網關，處理故障情況，監控告警和其他一些功能。

此外，核心網絡還與其他服務器進行通信，以組織漫游，連接到客戶的應用服務器等等。

應用服務器（Application Server）

LoRaWAN協議支持不同類型的網絡。一些網絡提供商也是應用提供商。因此，在LoRaWAN網絡架構圖圖中最右側的應用服務器可以與網絡服務器分別托管或與網絡服務器集成在一起托管。

LoRaWAN應用

LoRa正在全球范圍內應用部署，有著眾多的物聯網垂直應用。下面整理了一些LoRa的應用：