低功耗無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的關(guān)鍵推動(dòng)因素，但藍(lán)牙，ZigBee，Wi-Fi或蜂窩等熟悉的選項(xiàng)缺乏擴(kuò)展范圍和電池壽命的可接受組合。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們提供了新的sub-GHz規(guī)范，其中一個(gè)是LoRaWAN。
LoRaWAN可以達(dá)到十幾公里范圍，功耗水平足夠低，可以實(shí)現(xiàn)10年的電池續(xù)航時(shí)間。此外，現(xiàn)成的開(kāi)發(fā)套件的可用性使設(shè)計(jì)人員能夠以最小的努力快速啟動(dòng)完整的LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序。
多年來(lái)，通信專家一直依賴擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)來(lái)增強(qiáng)對(duì)噪聲或干擾信號(hào)的抗擾度。擴(kuò)頻技術(shù)中使用的信道編碼方法，例如直接序列擴(kuò)頻(DSSS)，能夠通過(guò)在擴(kuò)頻算法中建立冗余來(lái)降低發(fā)射機(jī)功率要求。
雖然這種方法可以支持非常高的數(shù)據(jù)速率，但它需要高帶寬載波和復(fù)雜的調(diào)制/解調(diào)信號(hào)鏈，能夠確保寬帶信號(hào)的有效傳輸和接收。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用很少需要DSSS等調(diào)制技術(shù)可能達(dá)到的最大數(shù)據(jù)速率。此外，與傳統(tǒng)擴(kuò)頻技術(shù)相關(guān)的設(shè)計(jì)復(fù)雜性和功率要求可能使它們對(duì)低成本，電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的效率降低。
這就是LoRa的用武之地.LoRa是一種獨(dú)特的擴(kuò)頻調(diào)制方法，它帶來(lái)了擴(kuò)頻抗擾度的一些優(yōu)勢(shì)，同時(shí)簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)要求。LoRa調(diào)制基于頻率調(diào)制的“啁啾”信號(hào)，該信號(hào)可以用相對(duì)簡(jiǎn)單的分?jǐn)?shù)N鎖相環(huán)(PLL)生成。
當(dāng)啟動(dòng)LoRa傳輸時(shí)，LoRa DTU發(fā)出由一系列啁啾組成的前導(dǎo)碼。傳輸繼續(xù)進(jìn)行一系列啁啾，這些啁啾基本上將數(shù)據(jù)編碼為啁啾信號(hào)中的頻率跳變，類似于使用多個(gè)頻率音調(diào)來(lái)編碼M-ary FSK中的數(shù)據(jù)。
在接收器側(cè)，PLL可以鎖定前導(dǎo)碼以啟動(dòng)消息流的接收。由于啁啾的獨(dú)特模式，LoRa調(diào)制解調(diào)器可以檢測(cè)低于本底噪聲20 dB的信號(hào)。LoRa技術(shù)可實(shí)現(xiàn)-148 dBm的靈敏度，可在很長(zhǎng)的距離內(nèi)實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的連接。此外，LoRa調(diào)制解調(diào)器可以同時(shí)接收幾個(gè)不同的傳輸，每個(gè)傳輸僅在啁啾速率上不同。因此，它可以支持大量同時(shí)運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。
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