LPWAN（低功耗广域网）技术作为物联网领域的重要支撑，凭借低功耗、长距离、广覆盖及低成本等特性，在智能抄表、环境监测、资产追踪等场景中得到广泛应用，LPWAN技术路线多样，各具特色,以下将详细介绍几种主流的LPWAN技术及其核心特点。
LoRaWAN：开源生态下的主流选择
LoRaWAN（Long Range Wide Area Network）基于LoRa（远距离）调制技术，由Semtech公司主导推广，采用开源协议栈，构建了完整的产业链生态，其核心技术在于LoRa的扩频调制技术，通过使用chirp信号（线性调频信号）实现信号的远距离传输，抗干扰能力强，穿透性好。
LoRaWAN网络架构通常包括终端设备、网关（Gateway）、网络服务器和应用服务器四层，终端设备通过LoRa射频模块将数据发送至网关，网关通过IP网络将数据转发至网络服务器，完成设备管理、数据加密和路由调度后，再推送至应用服务器，LoRaWAN支持不同地区频段，如欧洲的868MHz、美国的915MHz和中国的470-510MHz，并采用自适应速率机制（如SF7-SF12），根据距离动态调整传输速率，平衡距离与可靠性。
在功耗控制方面，LoRa终端设备采用休眠-唤醒机制，电池寿命可达5-10年；传输距离在郊区环境下可达15公里，城市环境中约2-3公里，单个网关可覆盖数千至数万个终端，LoRaWAN在全球已形成成熟的商用网络，如美国The Things Network、中国联通的LoRa网络等，广泛应用于智慧农业、智能停车等领域。
NB-IoT：运营商驱动的蜂窝LPWAN
NB-IoT（Narrowband IoT）是由3GPP标准化组织的蜂窝物联网技术，基于LTE演进而来，依托运营商现有的基站网络部署，无需额外建设网关，具备天然的广覆盖和移动性管理优势，其核心技术聚焦于“窄带”和“低功耗”，通过优化频谱资源（1800MHz、900MHz等授权频段），提升覆盖深度和连接密度。
NB-IoT通过减少信令交互、延长设备休眠时间（可达数年）降低功耗，采用半双工通信模式，支持海量连接（单小区可容纳数万终端），覆盖能力方面，NB-IoT比传统GSM提升20dB，室内覆盖可达地下车库、地下室等信号盲区，NB-IoT基于蜂窝网络的安全架构，支持用户面数据加密和双向鉴权，数据安全性较高。
中国是全球NB-IoT部署最广泛的国家，截至2025年，三大运营商已建成超过百万个NB-IoT基站，覆盖全国所有地市，典型应用包括智能水表/燃气表（自动抄表）、共享单车定位、智能井盖监测等，尤其在需要广覆盖、高可靠性的场景中优势显著。
eMTC：增强型机器类通信的补充方案
eMTC（enhanced Machine-Type Communication）同样是3GPP标准的蜂窝LPWAN技术，被称为“LTE-M”，可看作是LTE向物联网演进的中间方案，与NB-IoT不同，eMTC支持更高速率（最高1Mbps）和移动性管理（如切换、寻呼），适用于对实时性和移动性有要求的场景，如可穿戴设备、车队管理等。
eMTC占用1800MHz、900MHz等LTE频段，可独立部署或与LTE基站共载波，部署成本低，其功耗与NB-IoT接近，电池寿命可达10年，同时支持语音通信（通过VoLTE技术），拓展了在语音物联网场景的应用，eMTC的覆盖密度和连接能力略逊于NB-IoT，目前多作为NB-IoT的补充，用于中高速率、中等移动性的物联网场景。
其他LPWAN技术：场景化补充
除上述主流技术外，还存在多种LPWAN技术路线，满足特定需求，Sigfox基于超窄带（UNB）调制技术，采用星型网络架构，无需网关，直接通过基站连接云端，传输速率极低（100-600bps），但成本极低，适合小数据量、低频次传输的场景，如物流追踪、宠物标签；Weightless是由Weightless SIG开发的开放标准，支持多种频段（如TV whitespace、免许可频段），灵活性强,但在全球商用化进程较慢。
主流LPWAN技术对比
为更直观展示各技术特点，以下从关键维度进行对比：
| 技术类型 | 频段类型 | 传输速率 | 传输距离（城市） | 单小区容量 | 电池寿命 | 核心优势 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| LoRaWAN | 免许可频段 | 3-50 kbps | 2-3 km | 数万终端 | 5-10年 | 开源生态、灵活部署 |
| NB-IoT | 授权频段 | 20-250 kbps | 1-2 km | 数万终端 | 10年 | 运营商网络、高安全性 |
| eMTC | 授权频段 | 最高1 Mbps | 1-2 km | 千级终端 | 10年 | 支持移动性、语音通信 |
| Sigfox | 免许可频段 | 100-600 bps | 3-10 km | 数百终端 | 5-8年 | 超低功耗、极低成本 |
相关问答FAQs
Q1：LoRaWAN和NB-IoT该如何选择？
A：选择需结合具体场景需求，若部署区域无运营商网络覆盖，或需要低成本、灵活组网（如农业监测、偏远地区传感器），LoRaWAN更合适；若依赖运营商广覆盖、高可靠性网络（如城市智能表计、共享设备），且需数据安全保障，NB-IoT为首选，LoRaWAN适合中小型私有网络，NB-IoT则适合大规模公共物联网建设。
Q2：LPWAN技术的功耗主要受哪些因素影响？
A：LPWAN终端功耗主要由传输频率、发射功率、数据包大小、休眠时长及通信协议决定，降低发射功率、减少数据传输频次、延长休眠时间可显著降低功耗；采用低功耗通信协议（如LoRaWAN的Class A/C模式）也能优化能耗，芯片工艺（如采用28nm制程）和电源管理设计（如高效DC-DC转换器）对电池寿命影响较大。
