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【科普知识】LoRa和433MHz相比有什么特别的优势?

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lanvee|  楼主 | 2018-5-19 12:03 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 lanvee 于 2018-5-19 12:05 编辑

Q:LoRa和433MHz相比有什么特别的优势?
A:
1、优异的信号识别能力:LoRa可以在噪声以下(-90dBm)获得有效数据(最低可达到-148dBm),这个相当于在游泳池内准确找到1根针,这是SI4432 FSK完全无法做到的,包括ZigBee和WiFi都是无法在噪声以下获得有效数据;
2、朗威提供大功率产品以:LoRa朗威可提供1W-5W的大功率模块,用户可以将覆盖范围从3-8Km半径,扩展到12Km+以上,甚至20Km半径,这个范围是一个小型城市的规模,一个城市的主干道一般长度为15-30Km,因此适当的LoRa电台(5W左右成为电台)可以完整覆盖一个大型城市的主干道(广州的黄埔大道,中山大道,广园高速)的绝大部分路灯;
3、跳频通信可靠提升:LoRa具备专业的跳频功能FFHS,跳频是工业抗扰最核心的手段之一,也是拓展通信容的一个手段之一,相比传统433MHz芯片定频通信来说,可靠性增加数倍,这个是用户遇到433MHz通信不可靠的最终极解决方案。   同理蓝牙通信可以替代机械臂数据通信电缆,实时播放音乐不卡顿,不会爆音,也是得益于跳频通信。
综合:从LoRa调制解调的原理上,注定相对FSK有巨大的优势以外,结合跳频通信手段,以及朗威独有的功率增强能力,让Lanvee S20系列产品具备难以替代的,划时代的意义。
LoRa融合了数字扩频、数字信号处理和前向纠错编码技术,拥有前所未有的性能。此前,只有那些高等级的工业无线电通信会融合这些技术,而随着LoRa的引入,嵌入式无线通信领域的局面发生了彻底的改变。
一、前向纠错编码技术
给待传输数据序列中增加了一些冗余信息,这样,数据传输进程中注入的错误码元在接收端就会被及时纠正。这一技术减少了以往创建“自修复”数据包来重发的需求,且在解决由多径衰落引发的突发性误码中表现良好。一旦数据包分组建立起来且注入前向纠错编码以保障可靠性,这些数据包将被送到数字扩频调制器中。这一调制器将分组数据包中每一比特馈入一个“展扩器”中,将每一比特时间划分为众多码片。LoRa调制解调器经配置后,可划分的范围为64-4096码片/比特。AngelBlocks配置调制解调器可使用4096码片/比特中的最高扩频因子(12)。相对而言,ZigBee仅能划分的范围为10-12码片/比特。
在一个运转良好的GFSK接收端,8dB的最小信噪比(SNR)需要可靠地解调信号,采用配置AngelBlocks的方式,LoRa可解调一个信号,其信噪比为-20dB,GFSK方式与这一结果差距为28dB,这相当于范围和距离扩大了很多。在户外环境下,6dB的差距就可以实现2倍于原来的传输距离。
为了有效地对比不同技术之间传输范围的表现,我们使用一个叫做“链路预算”的定量指标。链路预算包括影响接收端信号强度的每一变量,在其简化体系中包括发射功率加上接收端灵敏度。
AngelBlocks的发射功率为100mW (20dBm),接收端灵敏度为-129dBm,总的链路预算为149dB。比较而言,拥有灵敏度-110dBm(这已是其极好的数据)的GFSK无线技术,需要5W的功率(37dBm)才能达到相同的链路预算值。在实践中,大多GFSK无线技术接收端灵敏度可达到-103dBm,在此状况下,发射端发射频率必须为46dBm或者大约36W,才能达到与LoRa类似的链路预算值。
因此,使用LoRa技术我们能够以低发射功率获得更广的传输范围和距离,这种低功耗广域技术正是我们所需的。

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