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LoRa學習:LoRa通訊調製解調的實現原理與效能

LoRa學習:LoRa調製解調原理與效能

1、LoRa調變解調器原理

LoRa調變解調器採用專利擴頻調製前向糾錯技術。與傳統的FSK、OOK調製技術相比,LoRa擴大了無線通訊鏈路的覆蓋範圍(實現了遠距離無線傳輸),提高了鏈路的魯棒性。。

開發人員可調整擴頻因子和糾錯率這兩個引數,從而平衡通訊時的頻寬佔用、通訊速率、空中包的存活時間、以及抗干擾性等。。

LoRa調變解調器在不同引數下的效能示例 (868MHz頻段):
這裡寫圖片描述

可以看出,同樣頻寬和編位元速率下,擴頻因子越大,傳播時間越長,則位元率越低,接收靈敏度升高,同時對頻率參考源穩定性要求越高,這是由於經過擴頻實現資料傳送的原因。
這樣擴頻後傳輸可以降低誤位元速率也就是信噪比,但是在同樣資料量條件下卻減少了可以傳輸的實際資料,所以,擴頻因子越大,傳輸的資料數率(位元率)就越小。
對於擴頻因子等術語理解和解釋可以參看文章:

https://blog.csdn.net/HowieXue/article/details/78028881

LoRa調變解調器另一個重要特點是具有更強的抗干擾性。對於同通道GMSK干擾訊號的抑制能力達到20dB。。
憑藉這麼強的抗干擾性,LoRa調製系統不僅可以用於頻譜使用率較高的頻段,也可以用與混合通訊網路,一遍在網路中原有的調製方案失敗時擴大覆蓋範圍。。。

2、LoRa調變解調器配置

SX1278的LoRa調變解調器模組圖如下:
通過配置暫存器RegOpMode切換LoRa/FSK調變解調器,切換可在睡眠模式下進行(晶片每次工作後預設進入睡眠模式),這樣既實現了遠距離調製能力,又能使用標準的FSK/OOK調製技術。。。
這裡寫圖片描述

圖中還簡單顯示了傳送和接受資訊的過程。。
傳送資料大體為:FIFO提取Payload->組包->編碼->調製
接受資料大體為:解調->糾錯->提取Payload->放入FIFO。

其中,LoRa的 Modulater具有獨立的雙埠資料緩衝FIFO,並且在所有操作模式下,都可以通過SPI訪問該FIFO。。

這裡寫圖片描述

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