LoRa與NB-IoT通信技術(shù)研究現(xiàn)狀

胡連華 徐卓 陳海峰

陜西科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，陜西 西安 710021

0 前言

物聯(lián)網(wǎng)這一概念由Kevin Ashton于1998年首次提出，是指將事物或物體與互聯(lián)網(wǎng)連接，把各種事物以信息化的方式通過網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)出來。在過去的幾十年中，無線通信技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，近年來，在全球第4次工業(yè)革命的浪潮下，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更是有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，據(jù)GSMA發(fā)布的The mobile economy2020報(bào)告顯示，2019年全球物聯(lián)網(wǎng)總連接數(shù)達(dá)到120億，我國2019年物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)為36.3億，全球占比高達(dá)30%，并且到2025年，預(yù)計(jì)我國物聯(lián)網(wǎng)連接數(shù)會(huì)達(dá)到80.1億，年復(fù)合增長率達(dá)14.1%[1]，物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)迎來其發(fā)展熱潮。無線通信技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的必要前提，是推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主要因素，也是最為重要的組成部分 。

無線通信技術(shù)分為局域通信技術(shù)和低功耗廣域通信技術(shù)（Low-Power Wide-Area Network，LPWAN）兩類，其中，LPWAN作為一種低功耗廣域通信網(wǎng)絡(luò)，不僅實(shí)現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)可達(dá)性、可用性、移動(dòng)性和規(guī)模性的要求，成本也大大降低，已成為物聯(lián)網(wǎng)連接的首選技術(shù)。在LPWAN的LoRa、Sigfox、eMTC、NB-IoT等技術(shù)中，LoRa和NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）是非授權(quán)頻譜和授權(quán)頻譜下的兩大主流代表技術(shù)，也是目前應(yīng)用最為廣泛的兩種技術(shù)。本文對LoRa和NB-IoT技術(shù)近年來的研究應(yīng)用進(jìn)行了綜述。

1 LoRa與NB-IoT對比

作為LPWAN中應(yīng)用最廣泛的兩種無線通信技術(shù)，LoRa和NB-IoT都具有低功耗、廣覆蓋、廣連接的優(yōu)勢，但兩者的參數(shù)特征不盡相同。關(guān)于LoRa和NBIoT的對比，BAO L[2]對覆蓋率和容量進(jìn)行了測試，驗(yàn)證了NB-IoT和LoRa都可以實(shí)現(xiàn)深度覆蓋和廣連接；YOGENDRA PRASAD P[3]比較了LoRa和NB-IoT在連接質(zhì)量方面的性能，結(jié)果表明，在大多數(shù)情況下，NB-IoT具有比Lora更優(yōu)的連接質(zhì)量；MUTEBA F[4]對LoRa和NB-IoT在數(shù)據(jù)傳輸速率、電池壽命、成本和服務(wù)質(zhì)量等方面進(jìn)行了比較，表明LoRa在電池壽命和成本方面具有優(yōu)勢，而NB-IoT則在數(shù)據(jù)傳輸速率和服務(wù)質(zhì)量（QoS）方面更具優(yōu)勢；SINHA R S[5]對LoRa和NB-IoT進(jìn)行了更為全面的測試比較，測試內(nèi)容包含成本、覆蓋范圍、容量、延遲、電池壽命、服務(wù)質(zhì)量、可靠性等方面，測試結(jié)果如圖1所示，LoRa在電池壽命、容量和成本方面更具優(yōu)勢，而NB-IoT則在延遲、QoS、可靠性和覆蓋范圍方面更具優(yōu)勢；MEKKI K[6]對LoRa和NB-IoT通信技術(shù)的適用場景進(jìn)行了研究，認(rèn)為LoRa更適合智慧農(nóng)場、智能建筑、物流追蹤等應(yīng)用場景，而NB-IoT則對遠(yuǎn)程查表以及工業(yè)中需要頻繁通信的高服務(wù)質(zhì)量場合更為切合。

2 LoRa無線通信技術(shù)

LoRa是美國Semtech公司開發(fā)和推廣的一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的超遠(yuǎn)距離、低功耗無線傳輸方案[7]，為用戶提供了一種能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、長電池壽命[8]、大容量[9]的簡單系統(tǒng)，進(jìn)而擴(kuò)展傳感網(wǎng)絡(luò)。目前，LoRa 主要在全球免費(fèi)頻段運(yùn)行，工作頻率在美國是915 MHz，在歐洲是868 MHz，在亞洲是433 MHz，其典型范圍是2～5 km，最長距離可達(dá)15 km[10]，具體取決于所處的位置和天線特性。LoRa具有低功耗、低成本、大容量、支持測距和定位等特點(diǎn)，適用于低功耗、遠(yuǎn)距離、大量連接以及定位跟蹤等的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。伴隨物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，LoRa技術(shù)被廣泛應(yīng)用研究，總的可分為性能研究和應(yīng)用研究。

2.1 LoRa的性能研究

HWANG L C[11]針對LoRa的通信距離進(jìn)行了研究，從理論上提出了一種考慮傳播衰減、陰影效應(yīng)和多徑衰落的LoRa信道模型，并在該理論基礎(chǔ)上開發(fā)了一款能夠估算LoRa傳輸距離的App，這對LoRa技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用是有利的，可以在目標(biāo)范圍內(nèi)部署最合理數(shù)量的LoRaWAN，功耗和延遲是相互對立的，低延遲會(huì)帶來高功耗；反之，LoRa具有超長距離通信、低功耗的優(yōu)勢，但其通信延遲較高，對此，AOUDIA F A[12]提出了一種兼顧低功耗和低延遲的架構(gòu)，在LoRa遠(yuǎn)程通信時(shí)增加超低功耗的短距離喚醒接收器，使系統(tǒng)在增加較少功耗條件下，實(shí)現(xiàn)通信節(jié)點(diǎn)的短距離遠(yuǎn)程喚醒，以降低延遲。該架構(gòu)是對LoRa技術(shù)的一種改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)異構(gòu)長短距離網(wǎng)絡(luò)中的低功耗和低延遲通信，但是其可靠性以及實(shí)用性還有待進(jìn)一步研究。LoRa相比NB-IoT技術(shù)服務(wù)質(zhì)量（QoS）較低，MROUE H[13]針對LoRa技術(shù)QoS低的問題，提出了一種通過修改LoRa的A類和B類終端設(shè)備的LoRaWAN MAC協(xié)議來改善QoS的方案，Matlab模擬表明，改進(jìn)的LoRaWAN與原來相比，拒絕數(shù)據(jù)包率和數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤率降低了20%。聶志宇[14]研究了LoRa技術(shù)的干擾問題，構(gòu)建出一種LoRa網(wǎng)絡(luò)干擾模型，并提出了一種優(yōu)化 LoRa 網(wǎng)絡(luò)抗干擾性能的算法，最后通過仿真驗(yàn)證了該算法的抗干擾性能。

2.2 LoRa的應(yīng)用研究

LoRa技術(shù)作為新進(jìn)崛起的一種無線通信技術(shù)，有著諸多方面的優(yōu)勢，應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋了能源管理、個(gè)人醫(yī)療保健、工業(yè)控制、物聯(lián)網(wǎng)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市等眾多方面，其中，智能抄表、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市是目前應(yīng)用研究主要集中的領(lǐng)域，但已有學(xué)者開始嘗試在工業(yè)中應(yīng)用LoRa技術(shù)，并取得了一定的效果。

智能抄表是LoRa技術(shù)最先應(yīng)用的領(lǐng)域，學(xué)者們做了許多研究，王于波等[15]開發(fā)了一種基于LoRa的無線通信模塊，由STM32L031處理器和LoRa射頻芯片SX1278構(gòu)成。通過在遠(yuǎn)程抄表中進(jìn)行功耗和通信距離測試，表明該LoRa無線通信模塊具有低功耗、長距離通信的優(yōu)勢；文獻(xiàn)[16-17]分別將遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)應(yīng)用在了天然氣、水表的抄表。

對于LoRa技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，任朝陽[18]設(shè)計(jì)了一種基于LoRa技術(shù)和模糊算法的桃園物聯(lián)網(wǎng)灌溉系統(tǒng)，該系統(tǒng)將傳感器所采集的桃園土壤溫濕度參數(shù)通過LoRa無線通信技術(shù)傳送至上位機(jī)，上位機(jī)對接收到的溫濕度參數(shù)采用模糊PID算法處理后，控制灌溉系統(tǒng)開關(guān)水閥以實(shí)現(xiàn)桃園的遠(yuǎn)程精準(zhǔn)灌溉。

在智慧城市領(lǐng)域，沈志勇等[19]設(shè)計(jì)了一套基于LoRa的施工環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可以對施工現(xiàn)場的粉塵濃度、噪聲、溫濕度、光照強(qiáng)度等參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，并已在攪拌站成功運(yùn)行，這為LoRa技術(shù)在智能城市中的應(yīng)用提出新的場景。該系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用在城市施工場所的現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測，對改善人員作業(yè)環(huán)境、減少環(huán)境污染具有積極意義。除此之外，LoRa在智慧城市中還可用于火災(zāi)預(yù)警系統(tǒng)，常劍等[20]針對老舊建筑安防報(bào)警設(shè)施陳舊落后的現(xiàn)狀，提出了基于LoRa技術(shù)的智能消防報(bào)警系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等緊急情況時(shí)，可通過短信、電話等方式報(bào)警，LoRa的定位服務(wù)可使消防工作人員快速確認(rèn)火災(zāi)位置，對城市消防預(yù)警具有積極意義。

近年，已有學(xué)者開始嘗試將LoRa技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，宋振雷等[21]設(shè)計(jì)了一套基于LoRa的智慧工廠環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)對廠區(qū)的溫濕度進(jìn)行監(jiān)測，這表明，LoRa技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域已開始向工業(yè)等一些復(fù)雜的場景擴(kuò)展，但該系統(tǒng)的實(shí)際使用效果作者并沒有驗(yàn)證。

在LoRa技術(shù)應(yīng)用過程中，由于LoRa不能直接接入公共網(wǎng)絡(luò)，研究者們嘗試用其他通信技術(shù)與LoRa結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。劉鴻芳[22]采用LoRa與4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合的通信方式，實(shí)現(xiàn)了環(huán)境智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的有效性；嚴(yán)朝陽[23]設(shè)計(jì)了一種基于LoRa、NB-IoT、WiFi的多模異構(gòu)網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)下行以LoRa技術(shù)構(gòu)成的星型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、易擴(kuò)展的數(shù)據(jù)傳輸，上行采用NB-IoT或WiFi技術(shù)完成數(shù)據(jù)向云平臺(tái)的發(fā)送。測試表明，該系統(tǒng)性能良好，具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

綜上，LoRa無線通信技術(shù)在成本、覆蓋范圍、可接入設(shè)備數(shù)量和功耗方面都有良好表現(xiàn)，尤其在成本和功耗方面最為突出。相比之下，LoRa在延遲、QoS和傳輸速率方面有所不足，學(xué)者們也對此做了很多嘗試。關(guān)于LoRa技術(shù)的應(yīng)用研究，目前主要集中在遠(yuǎn)程抄表、智慧農(nóng)業(yè)和智慧城市方面，但已有學(xué)者嘗試在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用，這說明LoRa技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用前景。本文對近年來LoRa的相關(guān)研究進(jìn)行了匯總，如表1所示。

表1 LoRa技術(shù)的研究匯總

3 NB-IoT無線通信技術(shù)

NB-IoT起源于英國Neul公司，該技術(shù)聚焦于低功耗、廣覆蓋物聯(lián)網(wǎng)市場，數(shù)據(jù)速率在100 kb/s～ 1 Mb/s范圍內(nèi)。在同一基站的情況下，NB-IoT比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50～100倍的接入數(shù)，一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬個(gè)連接，相比WiFi、ZigBee等技術(shù)，具有覆蓋廣、連接多、成本低、功耗低、擴(kuò)展性好、可利用現(xiàn)有蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)[24-28]，被認(rèn)為是物聯(lián)網(wǎng)通信的最優(yōu)選擇[29]。在國家政策方面，中國工業(yè)和信息技術(shù)部于2017年5月宣布加快NB-IoT在公共事業(yè)和智慧城市的商業(yè)用途，同年7月，中國電信NB-IoT網(wǎng)絡(luò)正式商用，截至2020年5月，中國電信5G NB-IoT用戶規(guī)模已突破1億，建成了全球首個(gè)連續(xù)覆蓋、規(guī)模最大、覆蓋最廣、頻段最優(yōu)的NB-IoT商用網(wǎng)絡(luò)，NB-IoT基站超40萬[30]。NB-IoT應(yīng)用正在迅速推廣，已成為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的研究熱門。

3.1 NB-IoT的性能研究

BAO L[2]通過實(shí)際道路測試，驗(yàn)證了NB-IoT具有廣覆蓋、廣連接特性。在覆蓋范圍方面，文獻(xiàn)[31]在農(nóng)村地區(qū)對NB-IoT與傳統(tǒng) LTE 的覆蓋范圍進(jìn)行了測試，結(jié)果表明，在室外環(huán)境下，LTE覆蓋了99.9%的室外和室內(nèi)設(shè)備，而在深層室內(nèi)環(huán)境下，NB-IoT 覆蓋率達(dá)到95%；在能耗與延遲的平衡方面，文獻(xiàn)[32]提出了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的算法，該算法在于權(quán)衡數(shù)據(jù)發(fā)送重復(fù)次數(shù)和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備能耗，采用動(dòng)態(tài)頻譜訪問來優(yōu)化重復(fù)次數(shù)，從而優(yōu)化能耗；在能耗與QoS的平衡方面，文獻(xiàn)[33-34]提出了一種有助于優(yōu)化數(shù)據(jù)發(fā)送重復(fù)次數(shù)并降低設(shè)備能耗的模型，測試表明，在10%誤差范圍內(nèi)，所提出的模型使設(shè)備的能耗減少了大約45%，顯著提高了NB-IoT設(shè)備的電池壽命。

3.2 NB-IoT的應(yīng)用研究

NB-IoT具有可直接接入公共網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，對此，有學(xué)者采用NB-IoT無線通信技術(shù)與云平臺(tái)連接，實(shí)現(xiàn)了基于NB-IoT、云平臺(tái)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，穆慧珍等[34]設(shè)計(jì)了一種無線的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，以阿里云為云平臺(tái)，NB-IoT技術(shù)為通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了過程參數(shù)在云端的遠(yuǎn)程監(jiān)測控制，該系統(tǒng)具有無中間節(jié)點(diǎn)、部署靈活、傳輸距離長等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于無需中繼節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)距離、低功耗、低成本通信傳輸。

HUAN J[35]對穆慧珍所設(shè)計(jì)的無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，提出了一種基于NB-IoT的水產(chǎn)養(yǎng)殖池塘的水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過NB-IoT進(jìn)行溫度、pH值、含氧量等環(huán)境參數(shù)的采集，并采用超文本傳輸（HTTP）協(xié)議實(shí)現(xiàn)與云平臺(tái)的通信，系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖池溏的水質(zhì)檢測，還可以通過STM32L151C8單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對底層設(shè)備的遠(yuǎn)程控制。試驗(yàn)表明，該系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸實(shí)時(shí)準(zhǔn)確，能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)需要。

WANG J X[36]開發(fā)了一種基于NB-IoT的獨(dú)立煙霧、溫度和濕度傳感警報(bào)系統(tǒng)，可以在待機(jī)狀態(tài)下工作大約5年，具有良好的火災(zāi)預(yù)警效果。相比基于LoRa技術(shù)的報(bào)警系統(tǒng)，NB-IoT具有更好的可靠性和實(shí)時(shí)性，但在電池使用壽命方面有所不足，這對需要將設(shè)備安裝在墻體內(nèi)部等不方便更換電池的場景是不利的。

SANTA J[37]將NB-IoT技術(shù)應(yīng)用于智慧城市，針對目前智慧交通所感知的對象集中在公共汽車和地鐵等公共交通設(shè)備，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于NB-IoT技術(shù)的車載裝置。該裝置可用于電動(dòng)車、自行車等不具備車載網(wǎng)絡(luò)的城市交通設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)連接，測試表明，該車載裝置連接性能良好，網(wǎng)絡(luò)延遲低于100毫秒，但是其實(shí)用價(jià)值還有待考察。

KHAN S Z[38]對基于NB-IoT技術(shù)的無線檢測系統(tǒng)在室內(nèi)環(huán)境下的連接性能進(jìn)行了研究，通過在不同海拔高度下NB-IoT覆蓋范圍的實(shí)際測量，結(jié)果表明，基于NB-IoT的無線檢測系統(tǒng)在室內(nèi)環(huán)境下連接性能良好，滿足物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的需求。SISAVATH C[39]在前人研究的基礎(chǔ)上，將NB-IoT在智能家居中進(jìn)行了應(yīng)用，設(shè)計(jì)出一種智能家居安防系統(tǒng)，該系統(tǒng)支持瀏覽器、PC端和App的溫濕度環(huán)境遠(yuǎn)程監(jiān)測，并可實(shí)現(xiàn)智能物聯(lián)網(wǎng)家具的遠(yuǎn)程控制。

NB-IoT技術(shù)在智能家居、智慧城市等簡單場合成功應(yīng)用的基礎(chǔ)上，學(xué)者已開始嘗試在工業(yè)等復(fù)雜環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用。吳飛燕[40]將NB-IoT技術(shù)在工業(yè)環(huán)境監(jiān)測中進(jìn)行了嘗試，針對傳統(tǒng)工業(yè)生產(chǎn)線人工巡檢監(jiān)控不及時(shí)的問題，設(shè)計(jì)了一種基于NB-IoT的工業(yè)生產(chǎn)線溫度監(jiān)測系統(tǒng)，將溫度傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過NBIoT網(wǎng)絡(luò)以CoAP傳輸協(xié)議發(fā)送至華為Ocean Connect云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)線溫度的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)檢測，這是NB-IoT技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的一次成功嘗試。但該系統(tǒng)只實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測功能，在隨后的研究中，可以借鑒前人在智能家居的成功案例，對工業(yè)中需要實(shí)時(shí)監(jiān)控溫濕度等環(huán)境參數(shù)的場合，嘗試在工業(yè)環(huán)境下環(huán)境參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)。

張超等[41]將NB-IoT應(yīng)用于軍事服務(wù)器的狀態(tài)檢測與故障診斷，設(shè)計(jì)出一種基于NB-IoT的信息服務(wù)器狀態(tài)檢測和故障診斷系統(tǒng)，通過對服務(wù)器電壓、溫度和風(fēng)扇轉(zhuǎn)速等參數(shù)基于OneNET云平臺(tái)的遠(yuǎn)程監(jiān)測，并結(jié)合所提出的基于專家系統(tǒng)的模糊故障診斷方法，實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的狀態(tài)檢測與故障診斷；LI C Y[42]設(shè)計(jì)了一種基于NB-IoT的機(jī)械設(shè)備狀態(tài)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過NB-IoT模塊，使用UDP協(xié)議將振動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器，在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，為了獲得更低的能耗，為NBIoT模塊設(shè)計(jì)了3種數(shù)據(jù)傳輸模式：不連續(xù)接受（DRX）模式、省電（PSM）模式和擴(kuò)展（EDRX）模式。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)能穩(wěn)定、有效、低耗地實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，滿足實(shí)際要求。

綜上所述，NB-IoT技術(shù)具有廣覆蓋、廣連接、低功耗、高QoS、高可靠性、低延遲等優(yōu)勢。因此，相對于LoRa，NB-IoT技術(shù)更適用于一些通信頻繁并要求高服務(wù)質(zhì)量的場景。關(guān)于NB-IoT的應(yīng)用研究，目前主要的應(yīng)用場景集中在智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市和智能家居等方面，但隨著性能研究的不斷完善和應(yīng)用研究的不斷嘗試，相信NB-IoT技術(shù)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域會(huì)有更加廣范的應(yīng)用。本文對近年來NB-IoT技術(shù)的相關(guān)研究進(jìn)行了匯總，如表2所示。

表2 NB-IoT技術(shù)的研究匯總

4 總結(jié)與展望

LoRa和NB-IoT作為LPWAN的兩大主流技術(shù)，被認(rèn)為在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的低功耗、遠(yuǎn)距離通信方面具有無限可能，應(yīng)用領(lǐng)域被定義在能源管理、工業(yè)控制、個(gè)人醫(yī)療保健、智能家居、車聯(lián)網(wǎng)、智慧農(nóng)業(yè)、智慧城市等眾多方面，雖然目前的研究應(yīng)用還主要集中在智慧城市、智慧農(nóng)業(yè)、智能家居等方面，但隨著理論研究的深入，應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)展，LoRa和NBIoT技術(shù)必將在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域得到充分應(yīng)用。

在對LoRa和NB-IoT性能的眾多研究中，只有少數(shù)學(xué)者關(guān)注了安全性，但安全性是特別需要重點(diǎn)關(guān)注的點(diǎn)，LoRa和NB-IoT技術(shù)架構(gòu)的簡單以及低功耗的要求，必然會(huì)帶來數(shù)據(jù)加密算法的簡單，這使得數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩詿o法保證，因此需要對LoRa和NB-IoT技術(shù)的安全性給予更多的關(guān)注。

LoRa技術(shù)工作于非授權(quán)頻段下，更適合專用網(wǎng)絡(luò)的部署，而NB-IoT工作于授權(quán)頻段下，可直接接入公共網(wǎng)絡(luò)，更適合應(yīng)用在公共網(wǎng)絡(luò)，對于LPWAN網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)中的應(yīng)用，可結(jié)合LoRa具有更低成本、更低能耗以及NB-IoT具有更高QoS、可接入外網(wǎng)的特點(diǎn)，在工業(yè)廠區(qū)內(nèi)采用LoRa技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，然后通過NB-IoT將工業(yè)數(shù)據(jù)傳輸至云端，從而實(shí)現(xiàn)工業(yè)數(shù)據(jù)的無線傳輸。對此，已有學(xué)者進(jìn)行了嘗試，海濤等[43]設(shè)計(jì)出一種基于LoRa和NB-IoT的可視化監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合了LoRa和NB-IoT兩種無線通信技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將果園空氣、土壤等的環(huán)境參數(shù)上傳至OneNET云平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)果園精準(zhǔn)灌溉，這表明，由LoRa與NB-IoT組成的混合式網(wǎng)絡(luò)部署模式是可行的，在今后的研究中可嘗試將這種模式應(yīng)用于更多的場景。