低功耗無線網絡是物聯(lián)網(IoT)的關鍵推動因素,但藍牙,ZigBee,Wi-Fi或蜂窩等熟悉的選項缺乏擴展范圍和電池壽命的可接受組合。為了解決這個問題,我們提供了新的sub-GHz規(guī)范,其中一個是LoRaWAN。
LoRaWAN可以達到十幾公里范圍,功耗水平足夠低,可以實現(xiàn)10年的電池續(xù)航時間。此外,現(xiàn)成的開發(fā)套件的可用性使設計人員能夠以最小的努力快速啟動完整的LoRaWAN網絡應用程序。
多年來,通信專家一直依賴擴頻調制技術來增強對噪聲或干擾信號的抗擾度。擴頻技術中使用的信道編碼方法,例如直接序列擴頻(DSSS),能夠通過在擴頻算法中建立冗余來降低發(fā)射機功率要求。
雖然這種方法可以支持非常高的數(shù)據速率,但它需要高帶寬載波和復雜的調制/解調信號鏈,能夠確保寬帶信號的有效傳輸和接收。物聯(lián)網應用很少需要DSSS等調制技術可能達到的最大數(shù)據速率。此外,與傳統(tǒng)擴頻技術相關的設計復雜性和功率要求可能使它們對低成本,電池供電的物聯(lián)網設計的效率降低。
這就是LoRa的用武之地.LoRa是一種獨特的擴頻調制方法,它帶來了擴頻抗擾度的一些優(yōu)勢,同時簡化了設計要求。LoRa調制基于頻率調制的“啁啾”信號,該信號可以用相對簡單的分數(shù)N鎖相環(huán)(PLL)生成。
當啟動LoRa傳輸時,LoRa DTU發(fā)出由一系列啁啾組成的前導碼。傳輸繼續(xù)進行一系列啁啾,這些啁啾基本上將數(shù)據編碼為啁啾信號中的頻率跳變,類似于使用多個頻率音調來編碼M-ary FSK中的數(shù)據。
在接收器側,PLL可以鎖定前導碼以啟動消息流的接收。由于啁啾的獨特模式,LoRa調制解調器可以檢測低于本底噪聲20 dB的信號。LoRa技術可實現(xiàn)-148 dBm的靈敏度,可在很長的距離內實現(xiàn)強大的連接。此外,LoRa調制解調器可以同時接收幾個不同的傳輸,每個傳輸僅在啁啾速率上不同。因此,它可以支持大量同時運行的物聯(lián)網設備。