LoRa模块无线收发通信技术详解

2024-08-29 03:57:10

LoRa是一种LPWAN通信技术，它基于扩频技术而广泛应用于超长距离的无线传输场景中。现在，LoRa主要在全世界433、868、915MHz等自由频带工作。其最大特征是灵敏度高，传输距离长，工作功耗低，网络节点多。

NB-IoT正在积极发展，但LoRa技术在世界各地登录了业务项目，其技术成熟度已经处于领先地位。近年来，LoRa技术依然非常有用。本文简要介绍了LoRa技术的基本内容。

一、LoRa低功耗的秘诀

我们知道距离和功耗是通信系统中的自然矛盾。发送功率下降时，传播距离必须很近。那么，LoRa如何解决这个矛盾？根本原因是LoRa有超链接预算，因为LoRa可以提高接收机的灵敏度，不需要高发射功率。LoRa接收机的灵敏度基于直接序列扩频技术。LoRa使用高扩展系数来获得高信号增益。通常，FSK的信噪比需要8dB，而LoRa只需要-20dB。

另外，LoRa应用前向纠错编码技术给传输信息增加冗馀性，有效地抵抗多路径衰落。传输效率略有牺牲，但可以有效地提高传输的可靠性。毕竟，LoRa不需要高传输速率。

二、LoRa网络

LoRa网络主要由终端(带内置LoRa模块)、网关(或基站)、网络服务和应用服务组成。应用程序数据可以双向传输。

LoRaWAN网络体系结构是典型的开始拓扑。在此网络架构中，LoRa网关是连接终端设备和后端中央服务的透明传输中继。

三、LoRa终端设备

LoRa的终端节点可以是水表、煤气表、烟雾警报器、宠物追踪装置等各种设备。这些节点首先通过LoRa无线通信连接到LoRa网关，然后通过3G网络连接到网络服务。或者以太网。网关和网络服务器通过TCP/IP协议进行通信。

LoRa网络将终端设备分为A/B/C三类：

a类:双向通信终端设备

这种类型的终端设备允许双向通信，并且每个终端设备的上行链路传输具有两个下行链路接收窗口。终端装置的传输时隙根据自身的通信要求，其微调基于aroha协议。

b类:具有预先设定的接收时隙的双向通信终端设备

这种类型的终端设备在预先设定的时间内打开冗馀的接收窗口。为了实现这一点，终端装置从网关同步接收信标，通过信标同步基站和模块的时间。

c类:具有最大接收窗口的双向通信终端设备

这种类型的终端设备将继续打开接收窗口，仅在传输过程中关闭。

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