LoRA 链路预算和接收灵敏度计算
LoRa是一种专有的扩频调制方案,它是Chirp扩频调制(CSS:Chirp Spread Spectrum)的衍生物,在固定信道带宽内用数据速率换取灵敏度。它利用正交扩频因子实现了可变数据速率,使得系统设计者可以用数据速率来换取范围或功率,从而在恒定带宽下优化网络性能。
LoRA信噪比和扩展因子
SNR(Singal to Noise Ratio)是可以解调的所需信号功率与噪声的最小比率。对于接收灵敏度的计算,我们需要最小的信噪比值,这样信息才能被正确解码。
LoRa调制本身的性能、前向纠错(FEC:forward error correction)技术和扩频处理增益结合在一起,使得信噪比得到显著改善。该SNR值取决于扩展因子。
LoRa使用了一个非常规的扩展因子定义,即每个符号chirps的对数(以2为底)。在LoRa中,chirps率仅取决于带宽:chirps率等于带宽(每赫兹带宽每秒一个率)。所以,他们之间的关系如下:
- 降低扩展因子->提高数据速率->缩小范围
- 扩展因子越高->数据速率越小->越高的无线传输时间->范围越大
下表显示了用于传统和LoRa调制格式的一些示例SNR。
扩展因子为7意味着解码信息需要-7.5dB的信噪比,能够达到较大的bit速率5469bps。
灵敏度和链路预算计算
和所有网络一样,要计算灵敏度和链路预算,都需要假设一些参数:
带宽选择=125KHz
噪声系数=6dB(取决于硬件实现)
SNR=-20(扩展因子选择12)
如果选择的扩展因子发生变化,则取决于网络数据速率和范围要求的权衡,灵敏度也会发生变化。现在,假设天线发射机功率=+17dBm
LoRa调制是一种物理层实现的,它比传统的窄带调制提供了显著的链路预算改进。此外,扩频调制提供的增强型鲁棒性和选择性使得能够获得更大的传输距离。
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