成都众山科技官网 成都众山科技官网

028-64267900

了解更多众山讯息——多年的通信软硬件开发经验使公司在通信产品开发和技术服务方面有着丰富的经验和雄厚的实力

了解更多众山讯息

多年的通信软硬件开发经验使公司在通信产品开发和技术服务方面有着丰富的经验和雄厚的实力

在线咨询
首页 > 新闻资讯 > 行业资讯

LoRa无线技术原理

时间:2021-06-30 作者:众山科技

  LoRa无线技术简介。

  LoRa是一种基于扩频技术的远程无线传输技术,是美国Semtech公司首先采用并推广的多种LPWAN通信技术之一。为用户提供了一种简便的方式来实现远程低功耗无线通信。现在LoRa主要运行于ISM频带,如433、868、915兆赫等。

LoRa无线技术原理

  LoRa无线技术网络构成。

  LoRa网络主要包括终端(内置LoRa模块)、网关(或基站)、服务器和云。可以双向传送应用程序数据。

  LoRaWAN的引入。

  LoRaWAN是LoRa联盟发布的基于开源MAC层协议的低功耗广域网通信协议。提供本地、全国或全球范围内主要为电池供电的无线设备提供网络通讯协议。

  LoRa技术的利弊。

  一般而言,传输速率、工作频带和网络拓扑是影响传感网络特性的三个主要参数。传输率的选择会影响系统的传输距离和电池寿命;工作频带的选择应考虑频带和系统的设计目标,FSK系统中网络拓扑的选择依赖于传输距离的要求和系统需要的节点数。LoRa将数字扩频、数字信号处理和正向纠错编码技术结合在一起,具有前所未有的性能。

  以前,只有那些高级的工业无线通信将把这些技术集成到一起,随着LoRa的引入,嵌入式无线通信领域的情况已经完全改变。

  正向纠错编码技术是将某些冗余信息添加到待传输的数据序列中,从而使被注入的错误编码元件在接收端能得到及时纠正。这种技术减少了以前创建自修复包重发的需要,并且在解决由于多径衰落而产生的突发错误时表现良好。在对数据包进行分组并注入前向纠错编码以保证可靠性时,将该数据包发送到数字扩频调制器。此调制器将分组数据包中的每个比特馈给一个扩展器,并将每一位时间分成多个码片。

  LoRa能够轻松应对LoRa调制解调器配置,并将其划分为64-4096码/位,最多可使用4096码/位中的最高扩频系数(12)。ZigBee只能分成10-12位/位。

  LoRa技术采用了高扩频系数,在广域无线电频谱上传输小容量数据。实际上,当你用频谱分析仪进行测量时,这些数据看起来像是噪音,但不同之处在于,噪音并不重要,数据是相关的,所以数据实际上可以从噪声中提取出来。频宽系数越高,从噪声中提取的数据越多。

  GFSK作为一个正常工作的GFSK接收端,最小信噪比(SNR)需要可靠的解调信号,通过AngelBlocks配置后,LoRa可以解调一个信号,其信噪比为-20dB,GFSK方式与此结果的差为28dB,相当于距离和距离的扩大,在户外环境中,6dB的差距可达原传输距离的两倍。

  超链接预算,让信号飞得更远。为了有效地比较不同技术间传输范围的表现,我们使用一个量化的指标,即链接预算。预算包含影响接收端信号强度的各种变量,简化系统包括发送功率和接收端灵敏度。

  AngillBlocks发射功率100毫米(20毫米),接收端灵敏度为-129毫米,总链路预算为149毫米。与此相反,GFSK无线技术的灵敏度-110dBm(这已经是其优秀的数据),要达到同样的链路预算,需要5W的功率(37dBm)。

  实际上,大多数GFSK无线技术的接收端灵敏度可达-103dBm,在这种情况下,发射频率必须是46dBm或36W左右,才能达到与LoRa类似的链路预算。因此,利用LoRa技术,可以使发射范围更小,范围更广。