XGate：将LoRa通信技术扩展至大规模逻辑通道

《IEEE Transactions on Networking》：XGate: Scaling LoRa Communications to Massive Logical Channels

XGate是一种新型LoRa网关设计，通过单接收链动态分配资源和解调模块，实现多通道同步接收，使并发传输效率提升8.4倍，推动大规模物联网应用。

　　

摘要：

LoRa是一项具有前景的技术，能够实现广泛的低功耗物联网（IoT）连接。凭借其多通道通信、正交传输和频谱共享的能力，LoRaWAN有望通过数千个逻辑通道连接数百万个IoT设备。然而，当前的LoRa网关依赖于硬连线的接收（Rx）链路，这些链路仅覆盖了不到1%的通道，限制了大规模LoRa通信的潜力。本文介绍了一种开创性的网关设计——XGate，它使用单个Rx链路同时接收来自所有逻辑通道的数据包，从而实现可扩展的LoRa传输和灵活的网络访问。与现有网关设计中的硬连线Rx链路不同，XGate根据传入数据包的元信息动态分配资源，包括软件控制的Rx链路和解调器。XGate能够在无需预先了解数据包参数配置的情况下高效检测传入的数据包。评估表明，与最先进的解决方案相比，XGate将LoRa的并发传输能力提高了8.4倍。

引言

低功耗广域网（LPWAN）已成为将众多物理设备连接到互联网的有前景的解决方案。在这些技术中，LoRa以其广泛的覆盖范围和超低功耗通信能力脱颖而出，特别适用于数据传输速率较低的IoT应用[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]、[7]、[8]、[9]，例如智能农业[10]、[11]、[12]和智能计量[13]、[14]、[15]。由于LoRa能够在整个城市范围内提供广泛且成本效益高的IoT连接，它有望成为领先的IoT技术。