Informație

LoRa Physical Layer & RF Interface

LoRa Physical Layer & RF Interface


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Interfața LoRa RF / radio sau stratul fizic definește semnalul care este transmis de către module și dispozitive LoRa.

Interfața radio LoRa definește proprietățile, inclusiv forma de undă de modulație, nivelurile de putere permise, benzile care pot fi utilizate (și în ce continente) împreună cu protocoalele RF și toate celelalte detalii despre semnalul RF și interfața.

Benzi de frecvență LoRa

Sistemul wireless LoRa utilizează frecvențele fără licență disponibile în întreaga lume. Cele mai utilizate frecvențe / benzi sunt:

  • Europa: 868 MHz
  • America de Nord: 915 MHz
  • Asia: 433 MHz

Folosirea frecvențelor mai mici decât cele ale benzilor ISM de 2,4 sau 5,8 GHz permite o acoperire mult mai bună a modulelor și dispozitivelor fără fir LoRa, mai ales atunci când nodurile se află în clădiri.

Deși benzile ISM sub 1 GHz sunt utilizate în mod normal, tehnologia este în esență agnostică de frecvență și poate fi utilizată pe majoritatea frecvențelor fără ajustări fundamentale.

Modulație LoRa

Stratul fizic LoRa RF utilizează o formă de modulare a spectrului răspândit. Schema de modulație LoRa utilizează impulsuri cu frecvență liniară cu bandă largă. Nivelul creșterii sau scăderii frecvenței în timp este utilizat pentru a codifica datele care trebuie transmise, adică o formă de modulație chirp.

Această formă de modulație permite sistemelor fără fir LoRa să demoduleze semnale care sunt cu 20 dB sub nivelul de zgomot atunci când demodularea este combinată cu corecția de eroare directă, FEC. Aceasta înseamnă că bugetul de legătură pentru un sistem LoRa poate oferi o îmbunătățire de peste 25 dB în comparație cu un sistem tradițional FSK.

Ca urmare a faptului că transmisia este răspândită într-un mod pseudo-aleatoriu, apare ca un zgomot și poate fi dificil de detectat pentru utilizatorii non-Lora. Acest lucru poate ajuta la securitatea sistemului.

Un alt avantaj al sistemului este că modulația chirp și sistemul în general este tolerant la compensările de frecvență și, ca rezultat, este posibil să se utilizeze un oscilator de cristal de bază cu o toleranță de 20 - 30 ppm, mai degrabă decât un oscilator compensat de temperatură, TCXO . Acest lucru poate oferi unele economii bune de coastă în circuitele electronice ale nodului.

Comunicații de date LoRa

Comunicarea între diferite dispozitive finale și gateway-uri utilizează mai multe canale de frecvență diferite și utilizează rate de date diferite.

Alegerea ratei de date este un echilibru între intervalul de comunicare și durata mesajului, adică rata la care pot fi trimise datele necesare. Semnalele cu rază mai mare de acțiune pot avea niveluri mai mici la receptor și acest lucru înseamnă că ratele de date se pot reduce pentru a se potrivi nivelurilor mai mici recepționate.

Utilizarea tehnologiei cu spectru de răspândire chirp permite comunicărilor cu rate de date diferite să nu interfereze unele cu altele. În acest fel se creează un set de canale „virtuale” care mărește capacitatea gateway-ului.

Link adaptiv LoRa

Faptul că sunt utilizate doar rate de date scăzute și niveluri scăzute de transfer global de date înseamnă că sunt necesare lățimi de bandă scăzute. Sunt disponibile o varietate de lățimi de bandă. Principalele sunt: ​​7,8 kHz; 10,4 kHz; 15,6 kHz; 20,8 kHz; 31,2 kHz; 41,7 kHz; 62,5 kHz; 125 kHz; 250 kHz; 500 kHz, deși primele trei tind să fie cele mai frecvent utilizate.

În plus față de varietatea lățimilor de bandă disponibile, LoRa folosește șase factori de răspândire, desemnați SF7 până la SF12 pentru a adapta rata de date și pentru a varia gama de compromisuri. Un factor de răspândire mai mare permite un interval mai mare în detrimentul unei rate de date mai mici și invers.

Combinația de lățime de bandă și factorul de răspândire poate fi aleasă în funcție de condițiile de legătură și de nivelul de date de transmis. Un factor de răspândire mai mare îmbunătățește performanța transmisiei pentru o lățime de bandă dată, dar crește și timpul de transmisie. Factorii de răspândire mai lungi oferă o sensibilitate mai mare, dar timpi de transmisie mai mari și, prin urmare, rate de date mai mici. Acestea pot varia de la 18bps până la 40Kbps.

De asemenea, este posibilă îmbunătățirea imunității la zgomot folosind corectarea erorilor înainte. Cu toate acestea, acest lucru reduce fluxul de date real, deoarece corectarea erorilor în sine adaugă date de corecție suplimentare pentru a permite receptorului să recupereze mesajul real în prezența erorilor.

Nivelul de putere utilizat în stratul fizic RF LoRa fără fir este adaptiv. Nivelul de putere utilizat depinde de rata de date necesară, de condițiile de legătură etc. Se utilizează un algoritm pentru a determina nivelul de putere necesar - puterea transmisă este în mod normal redusă puțin din maximul necesar pentru a sprijini comunicațiile rapide și în acest fel bateria viața este maximizată și capacitatea rețelei menținută.

Interfața fizică strat / radio pentru sistemul fără fir LoRa oferă un format excelent pentru comunicații cu semnal redus de putere redusă. Acest lucru îl face ideal pentru comunicații cu viteză redusă de date, putere redusă și distanță mare. Interfața RF permite localizarea nodurilor LoRa în multe locații slabe și păstrează în continuare conectivitatea

Subiecte de conectivitate wireless și prin cablu:
Noțiuni de bază despre comunicații mobile 2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4 Telefoane fără fir DECT NFC - Comunicare în câmp aproape Fundamentele de rețea Ce este CloudEthernetDate serialeUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Reveniți la Conectivitate wireless și cablată


Priveste filmarea: LoRa first steps, range test (Mai 2022).