لورا

LoRa (اختصارًا لـ "المدى الطويل") هي تقنية اتصالات لاسلكية خاصة تعتمد على تعديل الطيف المنتشر . ^{[ 2 ]} يمكن اعتبار LoRa تقنية إشارة لاسلكية، على غرار Wi-Fi أو الاتصالات الخلوية . ^{[ 3 ]}

تُستخدم هذه التقنية بشكل أساسي في التطبيقات التي تتطلب نقل كميات صغيرة من البيانات على فترات متباعدة من مواقع يصعب الوصول إليها.

تستخدم تقنية LoRa نطاقات ترددات راديوية دون جيجاهرتز غير مرخصة، وهي EU433 (433.050-434.790 ميجاهرتز) أو EU868 ( 863-870/873  ميجاهرتز ) في أوروبا ؛ وAU915/AS923-1 (915-928  ميجاهرتز) في أمريكا الجنوبية ؛ وUS915 ( 902-928  ميجاهرتز ) في أمريكا الشمالية ؛ وIN865 (865-867  ميجاهرتز) في الهند ؛ وAS923 (915-928  ميجاهرتز) في آسيا . ^{[ 4 ]} تُمكّن LoRa من عمليات الإرسال بعيدة المدى مع استهلاك منخفض للطاقة. ^{[ 5 ]} تغطي هذه التقنية الطبقة الفيزيائية ، بينما تغطي تقنيات وبروتوكولات أخرى، مثل LoRaWAN، الطبقات العليا. ويمكنها تحقيق معدلات بيانات تتراوح بين 0.3  كيلوبت/ثانية و27  كيلوبت/ثانية، اعتمادًا على عامل الانتشار . ^{[ 6 ]}

تستخدم تقنية LoRa تعديلًا طيفيًا خاصًا بها، وهو مشابه لتعديل الطيف المنتشر ذي التردد المتغير (CSS) ومشتق منه . يُمثَّل كل رمز بتردد متغير دوريًا ضمن نطاق التردد المتمركز حول التردد الأساسي.

عامل الانتشار (SF) هو مُعامل راديو قابل للتحديد يتراوح من 5 إلى 12 ^{[ 7 ]} ، ويمثل عدد البتات المرسلة لكل رمز، ويحدد أيضًا مدى انتشار المعلومات بمرور الوقت. ^{[ 8 ]} هناك${\displaystyle M=2^{\mathrm {SF} }}$^{[ 9 ]} ترددات أولية مختلفة للتردد المتغير الدوري عبر نطاق التردد حول التردد المركزي.

يتم تحديد معدل الرموز بواسطة${\displaystyle R_{s}=B/M}$يمكن لتقنية LoRa أن تضحي بمعدل نقل البيانات مقابل الحساسية (بافتراض عرض نطاق قناة ثابت).${\displaystyle B}$يتم ذلك عن طريق اختيار عامل الانتشار (SF)، أي مقدار الانتشار المستخدم. يرتبط عامل الانتشار المنخفض بمعدل بيانات أعلى ولكن بحساسية أقل، بينما يشير عامل الانتشار المرتفع إلى حساسية أفضل ولكن بمعدل بيانات أقل. ^{[ 10 ]} بالمقارنة مع عامل الانتشار المنخفض، يتطلب إرسال نفس كمية البيانات باستخدام عامل انتشار مرتفع وقتًا أطول للإرسال، يُعرف باسم زمن الإرسال. يعني زمن الإرسال الأطول أن المودم يُرسل البيانات لفترة أطول ويستهلك طاقة أكبر.

تدعم أجهزة مودم LoRa النموذجية طاقة إرسال تصل إلى +22  ديسيبل ميلي واط. ^{[ 7 ]} ومع ذلك، قد تحد لوائح الدولة المعنية من طاقة الإرسال المسموح بها. تؤدي طاقة الإرسال الأعلى إلى طاقة إشارة أعلى عند جهاز الاستقبال، وبالتالي ميزانية ربط أعلى ، ولكن على حساب استهلاك المزيد من الطاقة. توجد دراسات قياس لأداء LoRa فيما يتعلق باستهلاك الطاقة، ومسافات الاتصال، وكفاءة الوصول إلى الوسائط. ^{[ 11 ]} وفقًا لبوابة تطوير LoRa، يمكن أن يصل المدى الذي توفره LoRa إلى 4.8 كيلومتر (3 أميال ) في المناطق الحضرية، وإلى 16 كيلومترًا (10 أميال) أو أكثر في المناطق الريفية (في حال وجود خط رؤية مباشر). ^{[ 12 ]}  

بالإضافة إلى ذلك، تستخدم تقنية LoRa ترميز تصحيح الأخطاء الأمامي لتحسين مقاومتها للتداخل. وتتميز تقنية LoRa بمدى تغطية واسع النطاق، مع ميزانيات ربط لاسلكية عالية تتراوح بين 155  و170  ديسيبل. ^{[ 13 ]}

تُسمى موسعات نطاق LoRa بـ LoRaX.

تطبيقات LoRa:

• Meshtastic — بروتوكول شبكة مش مفتوح المصدر يستخدم رسائل LoRa الفيضية
• MeshCore — بروتوكول شبكة متداخلة مفتوح المصدر يستخدم LoRa مع توجيه أكثر تنظيمًا من Meshtastic
• ريتيكولوم - شبكة متداخلة مفتوحة المصدر يمكنها استخدام العديد من وسائل النقل، بما في ذلك LoRa
• LoRaWAN هو بروتوكول شبكة واسعة النطاق منخفضة الطاقة (LPWAN) يربط الأجهزة التي تعمل بالبطارية بالإنترنت لاسلكيًا. يستخدم تقنية LoRa.
  • شبكة هيليوم - بروتوكول LoRaWAN مقترن بتقنية البلوك تشين
• ExpressLRS — بروتوكول تحكم عن بعد مفتوح المصدر للطائرات بدون طيار يستخدم تقنية LoRa، ويستخدم على نطاق واسع في طائرات FPV بدون طيار
• أمازون سايدووك - شبكة لاسلكية متداخلة طورتها أمازون. تستخدم تقنية LoRa للمدى البعيد

• DASH7 – بديل مفتوح المصدر شائع لتقنية LoRa
• IEEE 802.11ah – معيار غير احتكاري منخفض الطاقة وطويل المدى
• CC430 - وحدة تحكم دقيقة وجهاز إرسال واستقبال لاسلكي بتردد أقل من 1  جيجاهرتز
• إنترنت الأشياء ذو ​​النطاق الضيق – إنترنت الأشياء ذو ​​النطاق الضيق
• تقنية الأجهزة الخلوية LTE Cat M1 
• تقنية MIoTy – تقنية LPWAN بترددات أقل من جيجاهرتز لشبكات الاستشعار
• SCHC – ضغط رأس السياق الثابت
• جهاز قصير المدى - فئة من أجهزة الإرسال اللاسلكي 

• أوليفييه برنارد أندريه سيلر. "طريقة اتصال لاسلكية" براءة اختراع أمريكية رقم 9,647,718. 9 سبتمبر 2015.
• لي، تشانغ جاي، كي سيون ريو، وبيوم جون كيم. "تحديد المدى الدوري في نظام الوصول اللاسلكي للمحطة المتنقلة في وضع السكون." براءة اختراع أمريكية رقم 7,194,288. 20 مارس 2007.
• غوسليا، ساكشاما (17 أبريل 2019). "كيفية إنشاء رموز LoRa" . كل ما يتعلق بـ LoRa و LoRaWAN .
• كويجلي، توماس جيه، وتيد رابينكو. "تقليل زمن الاستجابة في نظام الاتصالات". براءة اختراع أمريكية رقم 7,930,000. 19 أبريل 2011.
• سينيفيراتني، براديكا. "بدء شبكات راديو LoRa باستخدام أردوينو - بناء شبكات إنترنت الأشياء اللاسلكية طويلة المدى ومنخفضة الطاقة." دار نشر Apress، 2019، رقم ISBN للكتاب الإلكتروني 978-1-4842-4357-2غلاف ورقي، رقم ISBN 978-1-4842-4356-5، إد: 1

• تحالف لورا
• مكتبة موارد LoRaWAN
• تقنية LoRa في شركة Semtech
• موقع Cycleo الإلكتروني على موقع Wayback Machine (تمت أرشفته في 29-07-2011)