LoRa关键参数@@(扩频因子@@,编码率@@,带宽@@)的@@设定及解释@@

针对@@特定应用@@,开发人员可通过调制扩频因子@@@@、调制带宽@@@@、纠错编码率@@这@@三个关键设计参数@@,对@@LoRa调制解调技术@@进行优化@@。

1、扩频因子@@(SF)

LoRa采用多个信息码片来代表有@@效负载信息的@@每@@个位@@@@,扩频信息的@@发送速度称为@@符号速率@@@@(Rs),而@@码片速率与标称的@@@@Rs比值即为@@扩频因子@@@@(SF,SpreadingFactor),表示了每@@个信息位@@发送的@@符号数量@@。

LoRa扩频因子@@取值范围@@: 

LoRa扩频因子@@取值范围@@

注意@@:因为@@不同的@@@@SF之间为@@正交关系@@,因此必须提前获知链路发送端和@@接收端的@@@@SF。另外@@,还必须获知接受机输入端的@@信噪比@@。。在@@负信噪比条件下信号也能正常接收@@,这@@改善了@@LoRa接受机的@@林敏度@@,链路预算及覆盖范围@@。

理解扩频因子@@的@@概念@@:

通俗的@@说@@ 扩频时@@你的@@数据每@@一位@@都和@@扩频因子@@相乘@@,例如有@@一个@@1 bit需要传送@@,当扩频因子@@@@为@@@@@@1时@@,传输的@@时@@候数据@@1就用一个@@1来表示@@,扩频因子@@为@@@@6时@@(有@@6位@@)111111,这@@111111就来表示@@@@1,这@@样乘出来每@@一位@@都由一个@@6位@@的@@数据@@来表示@@@@,也就是说@@需要传输总的@@数据量增大了@@6倍@@。 

这@@样扩频后传输可以降低误码率也就是信噪比@@,但是@@在@@同样数据量条件下却减少了可以传输的@@实际数据@@,所以@@,扩频因子@@越大@@,传输的@@数据数率@@(比特率@@)就越小@@。

Lora扩频因子@@的@@使用@@:

当扩频因子@@@@SF为@@6时@@,LoRa的@@数据传输速率最快@@,因此这@@一扩频因子@@仅在@@特定情况下使用@@。使用时@@需要配置@@LoRa芯片@@SX127x:

  • 在@@RegModemConfig2,将@@SpreadingFactor设为@@@@6
  • 将@@报头设置@@为@@隐式模式@@
  • 在@@寄存器地址@@(0x31)的@@2至@@0位@@写入@@@@0b101
  • 在@@寄存器地址@@(0x37)写入@@0x0C

2、编码率@@(CR)

编码率@@,是数据流中有@@用部分@@的@@比例@@@@。 

编码率@@(或@@信息率@@)是数据流中有@@用部分@@(非冗余@@)的@@比例@@。也就是说@@,如果编码率@@是@@k/n,则对@@每@@@@k位@@有@@用信息@@,编码器总共产生@@n位@@的@@数据@@,其中@@n-k是多余的@@@@。 

LoRa采用循环纠错编码进行前向错误检测与纠错@@。。使用该方式会产生传输开销@@。

每@@次传输产生的@@数据开销@@如下@@: 

每@@次传输产生的@@数据开销@@

在@@存在@@干扰的@@情况下@@,前向纠错能有@@效提高@@链路的@@可靠性@@。由此@@,编码率@@(抗干扰性能@@)可以随着信道条件的@@变化而@@变化@@,可以选择在@@报头加入编码率@@以便接收端能够解析@@。

3、信号带宽@@@@(BW)

增加@@BW,可以提高@@有@@效数据速率@@以缩短传输时@@间@@,但是@@ 以牺牲部分@@接受灵敏度@@为@@代价@@。对@@于@@LoRa芯片@@SX127x,LoRa带宽@@为@@双边带宽@@@@(全信道带宽@@@@),而@@FSK调制方式的@@@@BW是指单边带宽@@@@。

LoRa带宽@@选项@@:

LoRa带宽@@选项@@

注意@@:较低频段@@(169MHz)不支持@@250K和@@500KHz的@@BW

4、LoRa信号带宽@@@@BW、符号速率@@Rs和@@数据速率@@@@DR的@@关系@@

LoRa符号速率@@Rs可以通过以下公式计算@@:

Rs=BW/(2^SF)

每@@Hz每@@秒发送一个码片@@。。

LoRa数据速率@@DR可以通过以下公式计算@@:

DR= SF*( BW/2^SF)*CR

5、LoRa信号带宽@@@@、扩频因子@@和@@编码率@@的@@设定@@

LoRaWAN主要使用了@@125kHz信号带宽@@@@设置@@@@,但其他专用协议可以利用其他的@@信号带宽@@@@@@(BW)设置@@。改变@@BW、SF和@@CR也就改变@@了链路预算和@@传输时@@间@@,需要在@@电池寿命和@@距离上做个权衡@@。

文章来源@@:HowieXue的@@188金宝搏@@