說起物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)，LoRa技術(shù)大家一定不會(huì)陌生，因其采用擴(kuò)頻調(diào)制原理加之獨(dú)特的糾錯(cuò)機(jī)制從而可實(shí)現(xiàn)超遠(yuǎn)距離無線傳輸，其本質(zhì)是以信道帶寬換取信噪比，從而使得無線通信距離更遠(yuǎn)。
當(dāng)然本文重點(diǎn)不在討論LoRa特性，而是給大家聊一下LoRa調(diào)制中，幾個(gè)關(guān)鍵的核心參數(shù)。
LoRa擴(kuò)頻技術(shù)采用多個(gè)信息碼片來代表有效負(fù)載信息的每個(gè)位。擴(kuò)頻信息的發(fā)送速度稱為符號(hào)速率（Rs），而碼片速率與標(biāo)稱符號(hào)速率之間的比值即為擴(kuò)頻因子，其表示每個(gè)信息位發(fā)送的符號(hào)數(shù)量。通俗的理解呢，就是將單個(gè)數(shù)據(jù)位用多個(gè)信息碼片來表示。
再簡化的在數(shù)字域來解釋，如果我們約定101110代表實(shí)際數(shù)據(jù)位為1，應(yīng)用中需要傳輸0xFF這樣一個(gè)有效數(shù)據(jù)包，對應(yīng)的二進(jìn)制則表示：1111 ?1111，那么要實(shí)際傳輸?shù)男畔⒋a片為：
通過以上的方式可以降低傳輸?shù)恼`碼率，從而提升有效通信距離，但在發(fā)送信息碼元數(shù)量相同的情況下，實(shí)際傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)量減小了，所以，在其他參數(shù)相同的情況下，SF參數(shù)設(shè)置的越大，實(shí)際傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率越小。
注：
① ?上表截取自SX127x數(shù)據(jù)手冊；
② ?SF=6只能在ImplicitHeader模式下使用；
③ ? SX126x系列可支持SF=5
信道帶寬用于限定允許通過當(dāng)前信道的頻率范圍，可以理解為一個(gè)頻率通帶。
一個(gè)信道允許的頻率通常為433.125MHz至433.250MHz，則對應(yīng)的BW=125kHz。
依據(jù)香農(nóng)定理可知，增加信道帶寬可以提高有效數(shù)據(jù)速率以縮短空中延遲時(shí)間；
香農(nóng)定理
但通過數(shù)字靈敏度計(jì)算公式可知，增加信道帶寬會(huì)降低系統(tǒng)靈敏度，從而縮短無線通信距離。
接收靈敏度S = 10lg?(KTB) + NF + SNR，其中B表示信道帶寬。
在LoRa調(diào)制中，信道帶寬為雙邊帶寬（全信道帶寬），而傳統(tǒng)FSK調(diào)制方式的BW是指單邊帶寬或者接收帶寬。
LoRa通信過程中，其內(nèi)部使用了循環(huán)向前糾錯(cuò)技術(shù)，即實(shí)際空中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包中，有一部分?jǐn)?shù)據(jù)用于糾錯(cuò)解碼，其中有效數(shù)據(jù)長度與實(shí)際空中傳輸數(shù)據(jù)包長度的比值被稱為編碼率。
LoRa編碼率取值范圍及對應(yīng)的開銷比例：
注：以上圖片截取至SX127x數(shù)據(jù)手冊
基于上述可知，使用糾錯(cuò)算法會(huì)增加鏈路開銷，降低有效數(shù)據(jù)傳輸速率，但由于糾錯(cuò)編碼的存在，使得傳輸抗干擾能力強(qiáng)、可靠性更高。
說到這里呢，小編感覺需要再深入點(diǎn)，不然無法體現(xiàn)自己的水平
LoRa信號(hào)帶寬BW、符號(hào)速率Rs和數(shù)據(jù)速率DR的關(guān)系：
碼片速度Rc:
前面也說到，帶寬和信號(hào)的傳輸速率有極大的關(guān)系，這里碼片的傳輸速率和帶寬（單位Hz）的值相等，即：
Rc=BW = |BW|chips/s
符號(hào)速率Rs:
每個(gè)符號(hào)有2^SF個(gè)碼片，而碼片的傳輸速率為Rc，所以，符號(hào)傳輸速率Rs為：
Rs= Rc/2^SF = BW/2^SF
數(shù)據(jù)傳輸速率DR(或者說bit Rate)：
DR= Rb(bits/sec) = SF * Rs * CR = SF * (BW/2^SF) * CR
在較多人的認(rèn)知中，LoRa核心參數(shù)似乎只有SF、BW、CR三個(gè)，Low Data Rate Optimization參數(shù)值設(shè)定很容易被忽略，但在設(shè)計(jì)過程中，該參數(shù)仍然至關(guān)重要，特別是在低速率、大數(shù)據(jù)包傳輸應(yīng)用過程中，由于發(fā)射機(jī)長時(shí)間持續(xù)發(fā)射可能導(dǎo)致系統(tǒng)頻率偏移進(jìn)而降低通信成功率，使能Low Data Rate Optimization選項(xiàng)后可以提高LoRa模塊在低速率條件下通信魯棒性。
LoRa模塊具體設(shè)置條件是，當(dāng)單個(gè)符號(hào)傳輸時(shí)間超過16毫秒時(shí)，則必須使能LowDataRateOptimize位，且發(fā)射機(jī)和接收機(jī)都必須具有相同的LowDataRateOptimize設(shè)置。
以BW=500K，SF=9為例：
此時(shí)RS =500kHz / 512，TS = 1 / RS = 512/500kHz= 1 ms
這種情況下，可以不用開啟Low Data Rate Optimization。
以BW=25K，SF=10為例：
此時(shí)RS =25kHz / 1024，TS = 1 / RS =1024/25kHz= 40.96 ms
這種情況下，必須開啟Low Data Rate Optimization。
關(guān)于LoRa相關(guān)參數(shù)設(shè)定，大家都明白了嗎？
今天的分享就到這里啦，EBYTE每一天都致力于更好的助力物聯(lián)化、智能化、自動(dòng)化的發(fā)展，提升資源利用率，更多產(chǎn)品更多資料，感興趣的小伙伴可以登錄我們的億佰特官網(wǎng)和企業(yè)公眾號(hào)（微信號(hào)：cdebyte）進(jìn)行了解，也可以直接撥打400電話咨詢技術(shù)專員！
