在“云计算、物联网、移动互联网、大数据和人工智能”的趋势下，物联网可谓是有前途的行业。如果互联网实现了人与人、人与物的连接，那么物联网将解决物与物的连接问题，最终让我们进入万物互联的时代。根据2018年世界物联网博览会发布的《2017-2018中国物联网发展年度报告》，2017年全球物联网设备数量增长强劲，达到84亿台，首次超过人口数量。全球物联网市场有望在十年内实现大规模普及，到2025年市场规模或增长至3.9-11.1万亿美元。在物联网需求爆发式增长的同时，物联网技术的混战标准不断升级，尤其是LPWAN低功耗广域网竞争异常激烈，包括LoRa、NB-IoT、SigFox、RPMA、Weightless等技术流派。LPWAN的全称是LowPowerWideAreaNetwork，即低功耗广域网，专为低带宽、低功耗、远距离、海量连接的物联网应用而设计。1.LoRa是目前应用最为广泛的LPWAN网络技术之一。LoRa协议起源于SemTech。无线技术的特点是距离远（1-20km）、数万甚至最大节点数、电池寿命3-10年、数据速率0.3-50kbps。LoRa基于sub-GHz的频段使其能够以更低的功耗进行远距离通信，并且可以通过电池或其他能量收集方式供电。同时，较低的数据速率可延长电池寿命并增加网络容量。而且LoRa信号对建筑物的穿透力很强。此外，LoRa还组建了一个联盟，这是一个开放的非营利组织，旨在推广和推广LPWAN技术的生态系统。它在北美、欧洲、非洲和亚洲拥有大约400家成员公司，其创始成员包括IBM、MicroChip、Cisco、Semtech、BouyguesTelecom、Singtel、KPN、Swisscom、Fastnet和Belgacom。2.NB-IoTNB-IoT的全称是NarrowBandInternetofThings，即基于蜂窝的窄带物联网。其中，NB-IoT具有广覆盖、低功耗、低成本、大连接四大特点。它在LPWAN低功耗广域网技术流派中受到许多人的青睐。具体来说，NB-IoT覆盖范围更广，比GSM覆盖强20dB，窄带功率谱密度得到提升，重传次数为16次。在低功耗方面，其电池寿命可达10年，这得益于发射/接收时间缩短、功放效率高、协议简化、芯片功耗降低。特别是DRX（DiscontinuousReception）技术的使用，让终端只在需要的时候才工作。在连接方面，NB-IoT是海量连接，每个小区可以达到50K连接。这也说明，在相同的基站下，NB-IoT可以提供比现有无线技术高出50到100倍的接入数量。在成本方面，NB-IoT简化了射频硬件，简化了协议，降低了基带复杂度。可以说NB-IoT在降低成本上花了不少心思。3.SigFoxSigFox采用专有技术，以更低的调制率实现更远的传输距离。基于此，对于只需要发送少量不常见的突发数据的应用场景来说是一个不错的选择。SigFox应用场景包括停车传感器、水表或智能垃圾桶。SigFox成立于2009年，是一家总部位于法国的公司。SigFox在欧洲的推广非常成功，可以说是LPWAN领域最具吸引力的。它还拥有一个庞大的供应商生态系统，包括德州仪器、SiliconLabs和Axom。此外，Sigfox还与模块制造商、设备制造商、芯片制造商、物联网平台提供商等产业链上的多家企业建立了合作关系。4.RPMARPMA是Ingenu开发的专有LPWAN技术栈。该公司于2008年由前Qualcomm工程师在加利福尼亚州圣地亚哥创立，最初名为On-RampWireless。RPMA的技术架构使其在上下行双向通信方面均优于其他技术。它声称具有更好的多普勒效应、调度算法和抗干扰能力。它在全球可用的2.4GHz（用于WiFi和蓝牙）频段上工作。根据其内部研究，RPMA具有更高的通信距离指数：RPMA为177，SigFox和LoRa分别为149和157。5.SymphonyLinkLinkLabs是LoRa联盟的成员，所以使用的是LoRa芯片。然而，LinkLabs没有使用LoRaWAN，而是在Semtech的芯片之上构建了一个名为SymphonyLink的专有MAC层（软件）。LinkLabs由约翰霍普金斯大学应用物理实验室的前成员于2013年创立，总部位于马里兰州安纳波利斯。与LoRaWAN相比，SymphonyLink增加了一些重要的连接功能，包括：确保可靠的消息发送和接收、固件无线升级、解除占空比限制、提供中继功能和动态扩展。6.WeightlessTheWeightlessSIG(SpecialInterestGroup)成立于2008年，其使命是对LPWAN进行标准化。有五个创始成员，包括埃森哲、ARM、M2COMM、索尼欧洲和Telensa。Weightless是1GHz以下免许可频谱中唯一真正开放的标准。针对不同的应用场景，Weightless分为三个版本：Weightless-W：暂时未使用（许可电视频段内未使用的本地频谱）Weightless-N：NWave技术诞生的非许可频谱窄带协议Weightless-P：由M2COMM开发的双向协议诞生于法国梧桐技术虽然Weightless-W的功耗较低，但Weightless-N和Weightless-P仍然更受欢迎。7.Weightless-N/NWaveNwave在功能上与SigFox非常相似，但它声称有更好的MAC层实现。它声称使用先进的解调技术来支持自己的网络与其他无线电技术共存，而不会造成额外的通信干扰。与SigFox一样，最擅长基于传感器的网络通信、温度采集、水位监测、智能测量等类似应用。8.LTE-MLTE-M，即LTE-Machine-to-Machine，是一种基于LTE演进的物联网技术。在R12中称为Low-CostMTC，在R13中称为LTEenhancedMTC(eMTC)。基于现有的LTE载波，满足物联网设备的需求。9.EC-GSMEC-GSM，即扩展覆盖GSM技术（ExtendedCoverage-GSM）。2014年3月，3GPP会议提出将窄带（200kHz）物联网技术迁移到GSM，寻求比传统GPRS高20dB的覆盖范围，并提出五大目标：提升室内覆盖性能，支持大规模设备连接，降低设备复杂度，降低功耗和延迟。10.OnRampOnRamp使用自己的称为RPMA（随机分配，多路访问）的协议。OnRamp授权其合作伙伴使用该技术，该公司已经编写了一份非常详细的白皮书，给出了充分的理由证明他们将优于SigFoax和LoRa。11.Platanus协议归云创科技（M2COMM）所有。它旨在处理一定距离内的超高密度节点。可广泛应用于电子标签应用。该协议也成为Weightless-P技术的基础。Platanus的原始技术针对100m左右的中距离，为物联网数字价格标签提供室内覆盖。使用电子墨水(e-ink)或LCD显示屏，这些数字价签可以取代商店货架上的纸质价签，让商店可以无线调整产品价格。Platanus技术的其他主动应用包括工厂生产批次的信息显示，提供包括实时状态和后续处理步骤在内的信息。由于这是一种双向通信，显示器还可以结合传感器来监控物品的环境状况。不得不说，LPWAN低功耗广域网的流派林林总总，错综复杂。每种技术标准都各有优缺点，很难“以一标定天下”。后续笔者将进一步介绍LoRa和NB-IoT两大技术流派！
