LoRaWAN协议使用的频段主要是亚千兆赫兹(sub-GHz)频段，这些频段包括433 MHz、868 MHz和915 MHz等。这些频段通常被用于物联网(IoT)设备的长距离低功耗通信。
无线局域网(WLAN)，通常指的是Wi-Fi技术，主要在2.4 GHz和5 GHz的ISM频段上运行。因此，LoRaWAN和Wi-Fi使用的频段不同，LoRaWAN主要在低于1 GHz的频段工作，而Wi-Fi则在2.4 GHz和5 GHz频段工作。
由于LoRaWAN和Wi-Fi使用不同的频段，因此在大多数情况下，它们之间不会产生直接的频段冲突。然而，如果在同一区域内同时使用这两种技术，并且设备的天线设计不当或存在其他干扰因素，可能会导致信号干扰或性能下降。
此，Lo外RaWAN协议本身具有抗干扰能力，因为它采用扩频技术(CSS)，使得其信号在噪声环境中依然能够保持较好的通信质量。然而，如果其他无线设备在同一ISM频段内运行，仍有可能产生干扰。
LoRaWAN协议使用的频段与无线AP(无线接入点)使用的频段一般不会发生冲突，因为它们使用不同的频段。但在实际部署中，仍需注意可能存在的干扰问题，并采取适当的措施来优化网络性能。
一、 LoRaWAN协议在不同国家和地区的频段使用情况
LoRaWAN协议在不同国家和地区的频段使用情况如下：
1. 欧洲：
- 主要使用863-870 MHz频段，部分国家还使用433 MHz频段。
- 具体来说，欧洲的LoRaWAN主要采用EU868频段，工作频率为868 MHz。此外，俄罗斯采用的频段为864-870 MHz。
2. 北美：
- 美国和加拿大主要使用902-928 MHz频段。
- 具体来说，美国的LoRaWAN频率范围从902.3 MHz开始，最高达到914.9 MHz，提供64个上行链路频道和8个下行链路频道。
3. 亚太地区：
- 亚太地区的一些国家和地区采用923 MHz频段(AS923)。
- 澳大利亚和新西兰采用915-928 MHz频段(AU915-928)。
- 日本使用920-923 MHz频段。
- 印度使用865-867 MHz频段。
- 泰国和韩国也有特定的频段使用。
4. 中国：
- 中国使用779-787 MHz和470-510 MHz频段。
- 具体来说，中国779-787 MHz频段要求EIRP小于12dBm，而470-510 MHz频段根据天线类型分为20MHz和26MHz天线，每种天线又细分为A类和B类，具体频率和信道配置详列于表格中。
5. 其他地区：
- 阿富汗、阿尔巴尼亚、阿兰群岛、安哥拉等国家的频段规划与LoRaWAN的标准一致。
- 中国(CN)的频段规划与LoRaWAN的标准不完全一致，存在差异。
LoRaWAN协议在不同国家和地区的频段使用情况因地区而异，主要集中在ISM频段，如868 MHz、915 MHz、433 MHz、923 MHz等。
二、 LoRaWAN协议的扩频技术(CSS)如何具体实现抗干扰能力?
LoRaWAN协议中的扩频技术(Chirp Spread Spectrum, CSS)通过以下具体方式实现抗干扰能力：
信号扩展与频谱扩展：CSS调制技术通过引入一种称为“chirp”的线性频率变化信号来实现信号的扩展。这种线性频率变化使得原始数据信号在时间轴上呈现为一个从低频到高频的扫频过程，从而将数据编码到一系列连续的频率变化上。这种频谱扩展的方法可以提高信号的抗干扰能力，降低了信号被其他无线设备干扰的概率。
扩频因子（Spreading Factor, SF）的使用：CSS调制使用扩频因子(SF)来控制数据传输速度与对噪声的抵抗性之间的关系。更高的SF值提供更强的噪声抵抗性，但会降低数据传输速度;而较低的SF值则可以提供更高的数据传输速度，但噪声抵抗性会降低。通常，SF值在7到12之间，其中12的SF值可以提供最大的距离和最低的数据传输速度，而7的SF值则可以提供最快的传输速度，但距离较短。
前向纠错编码：LoRa结合了扩频调制与循环纠错编码技术，这不仅扩大了无线通讯链路的覆盖范围，还显著提高了链路的鲁棒性和抗干扰性。
频率上行和下行模式：CSS调制分为两种模式：频率上行(up-chirp)和频率下行(down-chirp)。这两种模式分别用于发送和接收数据，以确保数据传输的可靠性和抗干扰能力。
线性调频扩频（Chirp Spread Spectrum, CSS） ：CSS通过将信息嵌入到线性变化的频率信号中，实现信号的调制和解调。由于信号频率随时间线性变化，CSS对窄带干扰有很强的抵抗能力。
仿真验证：通过仿真验证了LoRa在单音干扰下的抗干扰性能，以及不同扩频因子的抗干扰效果，展示了随着扩频因子增大，抗干扰性能提升的趋势。
三、 LoRaWAN与Wi-Fi共存时，有哪些方法可以减少干扰?
在实际部署中，LoRaWAN与Wi-Fi共存时，可以采取以下方法来减少干扰：
选择合适的频段：虽然LoRaWAN和Wi-Fi通常工作在不同的频段(LoRaWAN在Sub-GHz频段，如433MHz、868MHz，而Wi-Fi在2.4GHz或5GHz频段)，但在某些情况下，特别是在密集的无线传感网络部署中，仍可能出现信号干扰。因此，合理规划网络拓扑结构，避免在同一频段内使用多个设备，是减少干扰的有效方法。
调整信道和传输功率：通过调整LoRaWAN设备的信道和传输功率，可以进一步减少与Wi-Fi信号的干扰。例如，在信号路径受阻或设备距离较远的情况下，适当增加设备传输功率可以提高信号质量，但需注意防止过多的功耗和对周围设备的干扰。
使用信号过滤器和天线方向性设置：通过使用信号过滤器和调整天线的方向性，可以有效减少LoRaWAN和Wi-Fi之间的相互干扰。这包括选择合适的天线材质和确保良好的接地措施，以减少干扰并增加电子元件的稳定性。
空间分离：在应用程序用例允许的情况下，简单地避免将LoRaWAN终端与Wi-Fi终端放置在同一位置，是避免或减少无线电系统之间潜在干扰的最简单和最有效的方法之一。
利用自适应数据速率（ADR）技术：LoRaWAN的自适应数据速率(ADR)功能允许设备根据网络状况动态调整数据传输速率，减少空闲时间和碰撞风险。这种技术可以确保即使在存在Wi-Fi干扰的情况下，LoRaWAN信号也能自动调整以保持有效运行。
实施多路径传输技术：通过部署多个网关，合并来自不同路径的信号，可以增强信号质量和稳定性。这种方法特别适用于需要高可靠性的物联网应用。
合理规划频道：避免频道过载，合理规划频道分配，确保每个设备都有足够的频谱资源进行通信，从而减少因频谱竞争引起的干扰。
实施听前说（LBT）技术：在某些情况下，实施听前说(LBT)技术，即在发送数据前先检查无线电频谱活动，可以减少潜在的干扰。
四、 LoRaWAN协议与其他无线技术在同一频段运行时的干扰问题
LoRaWAN协议与其他无线技术(如蓝牙、Zigbee)在同一频段运行时，可能会产生干扰问题。以下是详细的分析和解决方案：
1. 干扰问题
频段重叠：Zigbee通常工作在2.4GHz频段，而Wi-Fi和蓝牙也使用相同的频段，这导致了严重的频带占用和干扰问题。LoRaWAN虽然主要使用不同的频段(如868 MHz)，但在某些情况下，特别是在非视线(NLOS)环境中，仍可能受到其他无线设备的干扰。
并发问题：随着设备数量的增加，多个设备同时尝试访问有限的频谱资源，导致信道冲突和性能下降。
同频干扰：在使用多个LoRa模块进行通信时，同频干扰是一个常见问题，尤其是在400-500MHz范围内，尽管技术本身会扩频，但此范围还是被一些应用误认为是ISM频段所使用，从而产生冲突。
2. 解决方案
频道规划：LoRaWAN网络可以采用不同的频道规划方案，将频段划分为多个子频段，各个子频段之间相互独立，可以避免同一频段的干扰问题。
自适应数据速率（ADR） ：LoRaWAN可以根据节点的距离、信道质量和网络负载等参数，动态调整节点的数据速率，使节点之间的传输时间错开，从而避免同一频段的干扰问题。
扩频技术：LoRaWAN采用了扩频技术，将信号在频域上进行扩展，使得信号在同一频段内的占用宽度变得很宽，从而减少同一频段内其他信号对其的干扰。
碰撞检测和避免：LoRaWAN网络采用了CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)协议，通过ALOHA协议、碰撞检测、随机退避和时间同步机制避免了多个设备同时发送数据的冲突，提高了通信质量和可靠性。
发射前侦听（LBT）、占空比（Duty Cycle）和最大驻留时间（Dwell Time） ：这些方法可以降低干扰。例如，在CN470频段未采取LBT、Duty Cycle和Dwell Time的机制，但根据工信部最新发文，后续可能会采取这些机制。
频率跳变和功率控制：针对多个终端同时向网关发送数据造成的同频干扰，提出了时间分配、随机退避、碰撞检测、频率跳变和功率控制等解决方案。
环境管理与抗干扰技术：加强环境管理、控制发射功率以及采用抗干扰技术等措施可以有效解决干扰问题。
五、 LoRaWAN网络在密集无线环境中的性能?
评估和优化LoRaWAN网络在密集无线环境中的性能需要综合考虑多个因素，并采取多种策略。以下是详细的评估和优化方法：
1. 网络覆盖和容量分析
现场勘测：在目标区域进行现场勘测，收集信号强度和质量数据，以了解现有网络的覆盖范围和容量限制。
仿真工具：使用仿真工具模拟网络，预测覆盖范围和容量。例如，可以使用 lorawan_sim 库来仿真网络并绘制覆盖范围图。
2. 网关配置和部署策略
基站选址：选择合适的基站位置至关重要，应避免障碍物阻挡信号传播，并确保稳定的电源和网络连接[[3.
网关密度和位置优化：合理配置网关密度和位置，以最大化覆盖范围和减少信号干扰。
3. 信道规划和功率控制
信道规划：合理规划信道分配，避免信道冲突和干扰，提高网络性能。
功率控制：调整设备的传输功率，根据实际需求和环境条件进行优化，以提高信号覆盖范围和可靠性。
4. 自适应数据速率(ADR)和多天线技术
自适应数据速率（ADR） ：采用ADR方案动态优化数据速率、通话时间和能耗，以延长电池寿命。
多天线技术：使用高增益、高方向性的天线来增强信号的传输能力，并通过波束成形和波束跟踪等技术提高信号的传输效率。
5. 网络密度管理和优化算法
网络密度管理：通过管理网络的密度，确保每个节点都能有效地接入网络，避免过度拥挤或资源浪费。
混合整数线性规划方法：通过参数分配策略提高数据提取率并减少能耗，例如优化扩频因子(SF)和载波频率(CF)参数。
6. 碰撞行为和链接分析
碰撞行为分析：研究LoRaWAN在密集网络中的碰撞行为，以理解造成性能下降的关键因素。
自动重传请求（ADR）和LBTA-AFA：探索ADR和LBTA-AFA在减少数据包丢失方面的效果。
7. 调整扩频因子和编码速率
扩频因子（SF）调整：适当调整SF以增强信号的稳定性和传输距离。
编码速率（CR）分配：合理分配编码速率以优化网络性能。
8. 安全性和同步不确定性
安全性机制：确保LoRaWAN网络的安全连接，保护数据传输的安全性。
同步不确定性与功率效率：分析同步不确定性对功率效率的影响，并进行权衡。
9. 环形区域分组位插槽协议(CGBS-LoRa)
CGBS-LoRa协议：通过分配传输参数给终端设备(ED)，减少碰撞概率，提高网络吞吐量。
综合以上策略，可以有效评估和优化LoRaWAN网络在密集无线环境中的性能。
