LoRa为什么能远距离LoRa物理层信号调制策略，在频域循环频移chirp进行数据的编码，不同的起始频率代表不同的数据，如图，在带宽B内四等分标定四个起始频率，我们可以得到4种类型的符号，分别表示00，01，10，11(ZHx) Aouenbeuy(ZHX)(ZHX)KoUOr1001-Time (ms)Time (ms)Time (ms)Time (ms)(b)(a)(d)(c)，在接收端，只需要将这个起始频率计算出来，就可以计算出每一个chirp对应的比特数据11
LoRa为什么能远距离 11 • 在频域循环频移chirp进行数据的编码，不同的起始频率代表不同的数据 • 如图，在带宽B内四等分标定四个起始频率，我们可以得到4种类型的符 号，分别表示00，01，10，11 LoRa物理层信号调制策略 • 在接收端，只需要将这个起始频率计算出来，就可以计算出每一个chirp 对应的比特数据
LoRa为什么能远距离LoRa物理层信号调制策略LoRa规定了一个扩频因子SF，其定义为：2SF = T × B给定带宽B，SF越大chirp长度T越长，通讯距越远。一般来说每一个chirp可能的起始频率数目是2SF(ZH) Kouanbaiy(e)ouanei(ZH) anbalTime (ms)Time (ms)Time (ms)Time (ms)(b)(d)(a)(c)12
LoRa为什么能远距离 12 • LoRa规定了一个扩频因子SF，其定义为： • 给定带宽B，SF越大chirp长度T越长，通讯距越远。一般来说每一个chirp 可能的起始频率数目是2^𝑆𝐹 LoRa物理层信号调制策略 2 SF = T × 𝐵
LoRa物理层信号调制LoRa数据包结构前导码（Preamble）：前导码包含6~65535个标准upchirp和两个标识网络号的其他chirp符号SFD（StartFrameDelimiter）：2.25个标准downchirp，作为SFD标识数据段的开始数据部分（Data）：数据段包含着若干编码了数据的datachirpFrequency (Hz)DataSFDPreambleSFD:StartFrameDelimiterTime (s)13
LoRa物理层信号调制 13 • 前导码（Preamble）：前导码包含6~65535个标准upchirp和两个标识网络 号的其他chirp符号 • SFD（Start Frame Delimiter）： 2.25个标准downchirp，作为SFD标识数 据段的开始 • 数据部分（Data） ：数据段包含着若干编码了数据的data chirp LoRa数据包结构
LoRa协议的三种工作模式ClassA：双向终端设备模式节点只能在有数据上传时下载数据。可以减少大量能量开销ClassB：有接收时隙的双向终端设备模式，节点可以在固定的时隙内下载数据ClassC：最大化接收时隙的终端设备模式·节点有几乎连续的接收时隙思考：三种工作模式各自优缺点是什么？14
LoRa协议的三种工作模式 14 • 节点只能在有数据上传时下载数据。可以减少大量能量开销 Class A: 双向终端设备模式 • 节点可以在固定的时隙内下载数据 Class B: 有接收时隙的双向终端设备模式 • 节点有几乎连续的接收时隙 Class C: 最大化接收时隙的终端设备模式 思考：三种工作模式各自优缺点是什么？
LoRa与ZigBee对比协议LoRaZigBee芯片CC2420 (TI)SX127x（SemTech)发射功率0dBm（1mW）20dBm（100mW）传输距离100~300m最高3kmCSSDSSS调制方式带宽250kbps0.3 ~ 22kbps单个包长128字节256字节无特定MAC协议，可实MAC协议LoRaWAN三种不同模式现ZigBee不同模式接收敏感度+3dB高于噪声平面19.5dB低于噪声平面15
LoRa与ZigBee对比 15 协议 ZigBee LoRa 芯片 CC2420（TI） SX127x（SemTech） 发射功率 0dBm（1mW） 20dBm（100mW） 传输距离 100～300m 最高3km 调制方式 DSSS CSS 带宽 250kbps 0.3～22kbps 单个包长 128字节 256字节 MAC协议 无特定MAC协议，可实 现ZigBee不同模式 LoRaWAN三种不同模式 接收敏感度 +3dB高于噪声平面 19.5dB低于噪声平面