LoRa是一种专用于无线电扩频调制解调的技能,它与其他如FSK(频移键控)、GMSK(高斯最小频移键控)、BPSK(二进制相移键控)及其派生的调制计划构成显着的比照。
它交融了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技能,具有史无前例的功能。此前,只要一些军事通讯系统中才会交融这些技能,而跟着LoRa的引进,嵌入式无线通信范畴的局势发生了完全的改动。
前向纠错编码技能是给待传输数据序列中增加了一些冗余信息,这样,数据传输进程中注入的过错码元在接纳端就会被及时纠正。这一技能减少了以往创立“自修正”数据包来重发的需求,且在处理由多径式微引发的突发性误码中体现杰出。
一旦数据包分组建立起来且注入前向纠错编码以保证可靠性,这些数据包将被送到数字扩频调制器中。这一调制器将分组数据包中每一比特馈入一个“展扩器”中,将每一比特时刻区分为许多码片。LoRa调制解调器经装备后,可区分的规模为64-4096码片/比特。AngelBlocks装备调制解调器可运用4096码片/比特中的最高扩频因子(12)。相对而言,ZigBee仅能区分的规模为10-12码片/比特。
经过运用高扩频因子,LoRa技能可将小容量数据经过大规模的无线电频谱传输出去。实际上,当你经过频谱分析仪丈量时,这些数据看上去像噪音,但差异在于噪音是不相关的,而数据具有相关性,基于此,数据实际上可以从噪音中被提取出来。其实,扩频因子越高,越多数据可从噪音中提取出来。
在一个工作杰出的GFSK接纳端,8dB的最小信噪比(SNR)需求可靠地解调信号,选用装备AngelBlocks的方法,LoRa可解调一个信号,其信噪比为-20dB,GFSK方法与这一成果间隔为28dB,这相当于规模和间隔扩展了许多。在户外环境下,6dB的间隔就可以完成2倍于本来的传输间隔。
为了有效地比照不同技能之间传输规模的体现,咱们运用一个叫做“链路预算”的定量目标。链路预算包含影响接纳端信号强度的每一变量,在其简化系统中包含发射功率加上接纳端灵敏度。
AngelBlocks的发射功率为100mW(20dBm),接纳端灵敏度为-129dBm,总的链路预算为149dB。比较而言,具有灵敏度-110dBm(这已是其极好的数据)的GFSK无线技能,需求5W的功率(37dBm)才干到达相同的链路预算值。在实践中,大多GFSK无线技能接纳端灵敏度可到达-103dBm,在此情况下,发射端发射频率有必要为46dBm或许大约36W,才干到达与LoRa相似的链路预算值。
因而,运用LoRa技能咱们可以以低发射功率取得更广的传输规模和间隔,这种低功耗广域技能正是咱们所需的。