Információ

LoRa fizikai réteg és RF interfész

LoRa fizikai réteg és RF interfész

A LoRa RF / rádió interfész vagy fizikai réteg határozza meg a LoRa modulok és eszközök által továbbított jelet.

A LoRa rádió interfész meghatározza a tulajdonságokat, beleértve a modulációs hullámformát, a megengedett teljesítményszinteket, a használható sávokat (és mely földrészeken), az RF protokollokkal együtt, valamint az RF jel és az interfész összes többi részletét.

LoRa frekvenciasávok

A LoRa vezeték nélküli rendszer kihasználja a világszerte elérhető, engedély nélküli frekvenciákat. A legszélesebb körben használt frekvenciák / sávok:

  • Európa: 868 MHz
  • Észak-Amerika: 915 MHz
  • Ázsia: 433 MHz

Alacsonyabb frekvenciák használata, mint a 2,4 vagy 5,8 GHz ISM sávoké, sokkal jobb lefedettséget érhet el a LoRa vezeték nélküli modulokkal és eszközökkel, különösen akkor, ha a csomópontok épületeken belül vannak.

Bár általában az 1 GHz-es ISM sávokat használják, a technológia lényegében frekvencia-agnosztikus, és a legtöbb frekvencián alapvető beállítás nélkül használható.

LoRa moduláció

A LoRa RF fizikai réteg a szórt spektrum modulációjának egyik formáját használja. A LoRa modulációs séma széles sávú lineáris frekvenciájú modulált impulzusokat használ. Az idő múlásával a frekvencia növekedésének vagy csökkenésének szintjét használják a továbbítandó adatok kódolására, vagyis a csipogás modulációjának egyik formájára.

Ez a modulációs forma lehetővé teszi a LoRa vezeték nélküli rendszerek számára a zajszint 20 dB-nél alacsonyabb jelek demodulálását, amikor a demodulációt előre történő hibajavítással (FEC) kombinálják. Ez azt jelenti, hogy a LoRa rendszer linkköltségvetése több mint 25dB javulást eredményezhet a hagyományos FSK rendszerhez képest.

Annak a ténynek a következményeként, hogy az átvitel ál-véletlenszerű módon kerül terjesztésre, zajszerűnek tűnik, és nehéz lehet a nem Lora felhasználók számára észlelni. Ez segíthet a rendszer biztonságában.

A rendszer további előnye, hogy a csipogás modulációja, és a rendszer általában toleráns a frekvenciaeltolásokkal szemben, és ennek eredményeként lehetőség van 20-30 ppm toleranciájú bázikus kristály oszcillátor használatára, ahelyett, hogy hőmérséklet-kompenzált oszcillátor, TCXO . Ez jó parti megtakarítást eredményezhet a csomópont elektronikus áramkörében.

LoRa adatkommunikáció

A különböző végberendezések és átjárók közötti kommunikáció több különböző frekvenciacsatornát használ, és eltérő adatsebességet használ.

Az adatsebesség megválasztása egyensúlyt jelent a kommunikációs tartomány és az üzenet időtartama között, vagyis az a sebesség, amellyel a szükséges adatokat el lehet küldeni. A nagyobb hatótávolságú jelek alacsonyabb szintűek lehetnek a vevőnél, és ez azt jelenti, hogy az adatátviteli sebesség csökkenhet, hogy megfeleljen az alacsonyabb vételi szinteknek.

A chirp elterjedt spektrum technológia lehetővé teszi, hogy a különböző adatsebességű kommunikáció ne zavarja egymást. Ily módon létrejön egy "virtuális" csatornák halmaza, amely növeli az átjáró kapacitását.

LoRa adaptív kapcsolat

Az a tény, hogy csak alacsony adatátviteli sebességet használnak, és az általános adatátvitel alacsony szintje azt jelenti, hogy alacsony sávszélességre van szükség. Különféle sávszélességek állnak rendelkezésre. A legfontosabbak: 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, bár az első három általában a leggyakrabban használt.

A rendelkezésre álló sávszélességek változatossága mellett a LoRa hat szórási tényezőt használ, amelyeket SF7-től SF12-ig jelölnek az adatsebesség és a tartomány kompromisszumának kiigazításához. A magasabb szórási tényező hosszabb hatótávolságot tesz lehetővé az alacsonyabb adatsebesség rovására, és fordítva.

A sávszélesség és a szórási tényező kombinációja választható a kapcsolati viszonyok és a továbbítandó adatok szintje szerint. A nagyobb szórási tényező javítja az átviteli teljesítményt egy adott sávszélességnél, de növeli az átviteli időt is. A hosszabb szórási tényezők nagyobb érzékenységet, de hosszabb átviteli időt és ezért alacsonyabb adatátviteli sebességet biztosítanak. Ezek már 18 és 40 Kb / s között változhatnak.

Továbbá javítható a zajvédelem az előre hibajavítással. Ez azonban csökkenti a tényleges adatátviteli sebességet, mivel a hibajavítás maga további korrekciós adatokat ad hozzá, hogy a vevő helyreállítsa a tényleges üzenetet hibák jelenlétében.

A LoRa vezeték nélküli RF fizikai rétegben alkalmazott teljesítményszint adaptív. Az alkalmazott teljesítményszint a szükséges adatsebességtől, a kapcsolódási feltételektől stb. Függ. Algoritmust használnak a szükséges teljesítményszint meghatározására - az átvitt teljesítmény általában kissé hátrébb kerül a gyors kommunikáció támogatásához szükséges maximális értéktől, és ily módon az akkumulátor az élet maximális és a hálózati kapacitás fenntartva.

A LoRa vezeték nélküli rendszer fizikai rétege / rádiós interfésze kiváló formátumot kínál alacsony fogyasztású alacsony jelű kommunikációhoz. Ez ideális alacsony adatátviteli sebesség, alacsony energiafogyasztás és nagy távolságú kommunikáció számára. Az RF interfész lehetővé teszi, hogy a LoRa csomópontok sok rossz helyen helyezkedjenek el, és továbbra is fenntartják a kapcsolatot

Vezeték nélküli és vezetékes kapcsolódási témák:
A mobilkommunikáció alapjai2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT vezeték nélküli telefonokNFC - Near Field CommunicationNetworking fundamentals Mi a CloudEthernetSoros adatokUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Térjen vissza a Vezeték nélküli és vezetékes kapcsolatok oldalra

Nézd meg a videót: RFSA 11B - programozás (November 2020).