基于LoRa™調制解調器的鏈路設計操作之一（SX1278系列）

dnsj999

今天繼上次跟大家說(shuō)的SX1276/77/78的概要后，說(shuō)下有關(guān)LoRa™調制解調器相關(guān)設計操作。好了，不說(shuō)廢話(huà)直接進(jìn)入主題。

LoRa™調制解調器

LoRa™調制解調器采用擴頻調制和前向糾錯技術(shù)。與傳統的FSK或OOK調制技術(shù)相比，這種技術(shù)不僅擴大了無(wú)線(xiàn)通訊鏈路的覆蓋范圍，而且還提高了鏈路的魯棒性。下表列明了通過(guò)幾種設置可以提高L oRa™調制解調器性能的一些示例。設計師可以通過(guò)調整擴頻因子和糾錯率這兩種設計變量，從而在帶寬占用、數據速率、鏈路預算改善以及抗干擾性之間達到更好的平衡。

下表是LoRa™調制解調器性能示例(868MHz頻段)

注意:當帶寬低 于62.5kHz時(shí)，建議使用TCXO作為頻率參考源，以達到《電氣規格說(shuō)明》中給出的頻率容差規格。

擴顏因子越大，傳播時(shí)間越長(cháng)，則對頻率參考源短期穩定性的要求也越高。如需部署超低敏度產(chǎn)品，請與升特代表處聯(lián)系。

針對歐洲業(yè)務(wù)，規格表中列明了ERC 70-03每個(gè)子頻段允許的晶體公差。針對美國業(yè)務(wù)，可采用跳頻模式，從而在LoRa™調制解調器上實(shí)現擴頻和跳頻這兩個(gè)擴頻過(guò)程的自動(dòng)化。

LoRa™調制解調器的另一個(gè)重要特點(diǎn)是具有更強的抗干擾性。對同信道GMSK干擾信號的抑制能力達到20dB。因為擁有這么強的抗干擾性，所以L(fǎng)oRa™調制系統不僅可以用于頻譜使用率較高的頻段，也可以用于混合通訊網(wǎng)絡(luò )，以便在網(wǎng)絡(luò )中原有的調制方案失敗時(shí)擴大覆蓋范圍。

基于LoRa™調制解調器的鏈路設計

概述

LoRa™調制解調器的配置見(jiàn)下圖。有了這樣的配置，只需要通過(guò)配置寄存器RegOpMode，就能輕松地將FSK調制解調器切換成LoRa™調制解調器。上述切換操作可以在飛行模式(睡眠模式)下進(jìn)行， 這樣既實(shí)現了遠距離調制能力又能使用標準的FSK或OOK調制技術(shù)。LoRaTM調制解調器采用專(zhuān)有的調制和解調程序，將擴頻調制與循環(huán)糾錯編碼技術(shù)結合起來(lái)，從而提高了鏈路預算和抗干擾性。

上圖LoRa™調制解調器連接

   上圖還顯示了發(fā)送和接收信息的簡(jiǎn)要過(guò)程。其中，LoRa™調制解調器擁有獨立的雙端口數據緩沖FIFO,  而且在所有操作模式下均可通過(guò)SPI接口訪(fǎng)問(wèn)該通道。選定LoRa™調制模式之后，配置寄存器中SX1276/77/78的映射關(guān)系發(fā)生變化。

針對特定的應用，設計師可以通過(guò)調整擴頻因子、調制帶寬及糾錯編碼率這三個(gè)關(guān)鍵設計參數對LoRa™調制解技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化。對上述某種設計參數進(jìn)行調整之后，可在鏈路預算、抗干擾性、頻譜占用度及標稱(chēng)數據速率之間達到平衡。

擴頻因子

LoRa™擴頻調制技術(shù)采用多個(gè)信息碼片來(lái)代表有效負載信息的每個(gè)位。擴頻信息的發(fā)送速度稱(chēng)為符號速率(Rs) ，而碼片速率與標稱(chēng)符號速率之間的比值即為擴頻因子，其表示每個(gè)信息位發(fā)送的符號數量。LoRa™調制解調器中擴頻因子的取值范圍見(jiàn)下表。

擴頻因子（RegmodulationCfg）	擴頻因子（碼片/符號）	LoRa™解調器信噪比（SNR）
6	64	-5dB
7	128	-7.5 dB
8	256	-10 dB
9	512	-12.5 dB
10	1024	-15 dB
11	2048	-17.5 dB
12	4096	-20 dB

注意：因為不同擴頻因子（SpreadingFactor）之間為正交關(guān)系，因此必須提前獲知鏈路發(fā)送端和接收端的擴頻因子。另外，還必須獲知接收機輸入端的信噪比。在負信噪比條件下信號也能正常接收，這改善了LoRa接收機的靈敏度、鏈路預算及覆蓋范圍。

先這樣吧，時(shí)間有點(diǎn)趕要出去了。下次再給大家說(shuō)說(shuō)。