低功耗广域网(LPWAN )问世仅经过几年的发展，目前已成为业界关注的焦点。 腾云在LP广域网方面积累了很多经验教训，本文详细介绍LP广域网接入网和终端解决方案方面的技术探索和应用实践。
\\ LPWAN，作为下一代物联网基础的通信技术\即使回到2000年左右，物联网基础的技术支持也是“ZigBee”，当时ZigBee的终端功耗指标其实也很大
LPwan技术的出现解决了上述几个问题，正式作为新一代物联网的基础通信技术出现在公众视野中。 但是，决定某项技术能否在规模上应用的关键主要是该技术的投入产出比，是否与前代相比有巨大的优势。
在这两个方面，LP广域网的优势都很明显。 例如，在低功耗方面，LPWAN实现了一个象征性的里程碑：“可以在电池运行数年的同时无线连接网络。” 其次，在网络规模上，LPWAN追求1000倍，甚至10000倍的比，覆盖半径达到2~10公里。 这意味着用较少的基站就可以支撑许多终端设备的动作。
目前国内可用的LPWAN技术主要包括NB-IoT (许可带宽)和LoRa (开放带宽)。
\值得注意的是，与ZigBee和蓝牙消息等技术不同，LPWAN技术采用了更简单的起始拓扑设计。
()腾讯云自主研发阿尔法协议，经过长期发展和大规模应用，LPWAN的出现为低功耗的广域网提供了新思路。 此协议的设计与物理层的选定无关，即，可以在诸如433M、UNB、OFSK的各种不同物理层上构建相同的协议架构。 其中，腾讯云首先基于LoRa物理层构建LP广域网接入方案。
\实际上，评估技术网络能力的高低，必须从覆盖面和容量开始。 其中，“覆盖”即通信距离主要依赖于物理层无线调制方式的技术选定。 “容量”即网络的规模主要取决于通信协议本身的设计思想。 经过大量测试，腾讯云LPWAN在广阔的环境中，通信距离可达10Km以上。 在典型的城市环境中，通信距离也可达到3~5Km。 这样的成绩足以证明LoRa在通信距离上的优秀性能。
而空中无线信道本质上是区域内所有终端与基站一起共享的资源，因此容量的首要考虑因素是通信交互作用下空中信道的使用效率。 对此，腾云LPWAN网络协议以“最轻的通信”为设计目标。 完成一次通信交互，最少需要多少无线发送行为？ 在各种典型场景下，有可能优化交互时机，节省几次发射行动吗？ 在特殊情况下，会出现自激和群惊效应，加重通道占用吗？ 这些都是协议设计视角下最关心的考虑因素。
\基于这些考虑，腾讯云LPWAN网络技术团队创造性地对协议本身进行了逆优化，积累了很多自己的优化策略。
\作为完全自主开发自主知识产权的通信协议，在长期发展和大规模应用中，根据具体应用需要，不断大胆重复，不断引入特性。 但这并不意味着腾信云LPWAN在兼容性上有问题。 事实上，腾讯云LPWAN的网络技术团队通过附加的技术手段，保持着与标准LoRaWan通信行为的兼容性。
腾讯云LPWAN的alpha协议设计与频谱无关，可以将相同的协议架构应用于任何频带。 但涉及到具体的设备生产和组网，不允许任何不确定性变量，落地必须确定频段。 目前，腾讯云LP广域网的阿尔法协议、芯片和基站在中国大陆主要工作在470MHz~510MHz频段。
\\基础网络服务首先在云LPWAN上构建最容易使用的网络侧设备。 “核心网：云Alpha协议主要由三个紧密耦合的部分组成。 其中，一些逻辑在终端芯片的固件中执行，一些逻辑在基站芯片的固件中执行，而最复杂的部分逻辑在被称为“核心网”的云系统中执行。
\所有基站的通信数据都收集在此云中，并协同工作，根据归属将数据路由到相应的APP应用服务器。 特别是在经历了大规模的城市级网络部署考验之后，功能成熟只是alpha核心网的一个方面。 同时，可扩展的系统负载平衡体系结构提供了可靠的性能。 除此之外，在监视、监视、操作、运维、生产等纬度范围内，核心网络显示出强大的实力。
\基站：腾讯云LPwan(Lora )基站主要是为满足规模化城市建设网络需求而开发的产品，基站依赖核心网功能支撑，并受其集中管理。 在许多实际部署中，经历了严峻的情况和复杂的实际应用考验，基站产品有许多独特的设计。
建网服务：实施城市物联网仍然是一项复杂的工程。 在此过程中，不仅需要较强的组织协调能力、完善的工具链支撑、地面团队控制能力以及施工质量控制流程，具体的建网流程在此不再赘述。
以北京市网络建设为例，北京市网络就是一次规划覆盖的典型案例。 五环以内城市的主要区域，共有500多个基站，设在中国铁塔的站址。 前期勘察准备一个月，安装实施过程两个月，最高峰同时对接13个铁塔施工团队，通过严格的培训和检测流程控制实施质量，在实际测试过程中，成果显著。
发挥作用的终端硬件产品构筑物联时代的最优解
决方案\\在当基础网络服务搭建完成之后，接下来的重头戏将落在终端硬件产品的身上。
\\芯片：主要是为了满足大量终端设备的整合需求而研发的产品，芯片内置Alpha协议的终端侧逻辑，对外输出一个标准硬件串口。
\通讯模组：腾讯LPWAN（LoRa）的模组，是一个非常简单的构建模块，由芯片以及六个外围原件组成，主要是为了满足外部合作伙伴快速验证技术对接而研发。
\自研终端：主要集中在“消防”以及“空气净化”方面。
\\ 结语\\本文详细介绍了腾讯云在低功耗广域物联网LPWAN 方面的的技术探索和实践，目前腾讯云LPWAN（LoRa）接入网络u0026amp;终端解决方案已经在智慧消防服务、智慧园区方案以及数字工厂领域成功应用。后续，腾讯云将继续加大在物联网领域的研发和投入，加快物联网落地更多场景。