Wi-Fi技術是目前最普遍使用的免費ISM波段。雖然由于信道過度擁擠,WiFi模塊已經(jīng)擴展到鄰近的ISM頻段,尤其是5.8 GHz的ISM頻段,但大部分Wi-Fi模塊流量仍停留在2.4 GHz的ISM頻段,通常從2.4 GHz到2.4835 GHz(至少在美國和歐洲)。
毫無疑問,任何部署到這個頻段的新技術都必須能夠抵御現(xiàn)有WiFi無線通信技術部署的干擾??紤]到LoRa模塊最近擴展到2.4 GHz頻段,它與2.4 GHz頻段中最常見的Wi-Fi信號共存具有重要意義。
下圖顯示了使用Wi-Fi進行寬帶數(shù)據(jù)通信的2.4 GHz ISM頻段的使用情況。
對Wi-Fi技術的免疫能力可以來自以下三種方法:
1、頻率分離:從上面所示的信道計劃中可以明顯地看出,有可能基于信道的先驗知識或測量知識而避免頻譜的某些部分。這是一種重要的策略,但它依賴于MAC層(媒體訪問控制層)的一些管理來實現(xiàn)它,方法是感知頻帶中的內(nèi)容并智能地避免它。這意味著,要么在某個信道上監(jiān)聽以確定功率級別,要么將有關清晰信道的信息發(fā)送給無線電,這意味著管理在物理層之上的一層。
2、時間間隔:避免在2.4 GHz頻段內(nèi)進行通信,同時避免與鄰近的任何Wi-Fi設備進行通信是一個具有挑戰(zhàn)性的命題。由于使用的性質(zhì),Wi-Fi信號的特點是典型的高通道占用率,例如在現(xiàn)實場景中50%到80%的占用率。
3、空間分離:在應用程序用例允許的情況下,簡單地避免與Wi-Fi終端位于同一位置是避免或減少無線電系統(tǒng)之間的潛在干擾的最簡單和最有效的方法之一。
至此,SX1280芯片的LORA模式在關于WIFI無線通信干擾的情況下相交于傳統(tǒng)調(diào)制方式具有極大的優(yōu)勢。與用于共存的傳統(tǒng)調(diào)制技術相比,LoRa物理層的使用為我們提供了一些潛在的額外性能好處,并對帶內(nèi)和通道內(nèi)干擾提供了額外的抗干擾能力。lora模塊無線通信具體優(yōu)勢如下:
1、擴頻:LoRa是一種擴頻調(diào)制技術,通過擴頻調(diào)制可以得到一個編碼增益,因為信號可以用一個負的信噪比接收。同時,在沒有干擾的情況下,這就等同于在噪聲下的接收,而在有共信道干擾的情況下,這就等同于接收比干擾信號弱的所需信號功率的能力。
2、低帶寬:減少帶寬有兩個好處。首先,較低的帶寬減少了相鄰信號的影響,從而降低了成為干擾受害者的可能性。如果我們將LORA信號的帶寬與更寬的波段Wi-Fi信號進行比較,我們會發(fā)現(xiàn),即使是很寬的LORA信號也只占一個Wi-Fi通道的一小部分。這給我們帶來了第二個好處。Wi-Fi信號的功率分布在整個Wi-Fi通道上。因此,在這條通道的較窄部分看到的能量將是這個能量的一小部分。簡單地說,即使是在共信道干擾的情況下,我們只暴露在信號功率的一小部分意味著我們接收到的Wi-Fi信號功率的一小部分。
3、前向糾錯和交織技術:LoRa調(diào)制解調(diào)器的另一個優(yōu)點是FEC(前向糾錯)和交織技術的可用性。前向錯誤糾正允許在信息中引入冗余信息,允許修改和恢復損壞的有限位元。
即使是FEC順序位錯誤(即相鄰的損壞位)也是最難糾正的。由于這個原因,采用了交織技術。這是一種重新分配信息包中的信息的技術,以便在重構之后,錯誤不太可能來自相鄰的位。
4、部分符號損失免疫:除了LoRa物理層前面提到的所有好處之外,還值得注意的是,在丟失符號內(nèi)的數(shù)據(jù)之前,我們可能會丟失多達一半的LoRa符號。在抗干擾的情況下,這給我們提供了巨大的抗干擾能力(在某些情況下超過100分貝)。
如果高功率脈沖干涉儀占用的時間少于LORA符號持續(xù)時間的50%,則可以容忍高功率脈沖干涉儀。
由此可見,SX1280芯片的LORA模式在WIFI模塊無線通信的強干擾下依然可以保持良好的通訊效果。
值得一提的是,成都億佰特電子科技有限公司推出了一款E28-2G4M12S lora模塊,此模塊就是基于Semtech公司SX1280研發(fā)的無線模塊,LoRa模塊具有2.4G擴頻通訊(相當于SX1278的2.4G版本),通訊距離優(yōu)于Zigbee模塊,功耗約是Zigbee模塊功耗的1/4。最大功率12.5dBm,該lora模塊自帶阻抗匹配的PCB板天線,傳輸距離可達3千米,性能優(yōu)異,值得選擇。
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