【译】LoRa 数据速率和扩频因子

原文链接:https://docs.exploratory.engineering/lora/dr_sf/

或早或晚你会遇到术语:数据速率(DR),扩频因子(SF)和带宽(BW)。这三个术语是相关的,但是它们之间的联系并不是很明显。

LoRa使用了所谓的“线性调频”协议,该协议是在第二次世界大战期间为声纳和雷达应用开发的,因此绝不是一项新技术。

线性调频协议使用固定幅度的频率调制。它可以通过产生扫过整个信道的信号来利用分配的整个频谱来传输信号,这种信号称为啁啾。啁啾有两种:“上啁啾”频率向上移动和(毫不意外)“下啁啾”频率向下移动,即当有啁啾时,它将沿分配的频率在一个方向上移动 。

带宽

LoRa使用三种带宽:125kHz,250kHz 和 500kHz,线性调频脉冲会占用整个带宽。如果您在类似 Gqrx 的 SDR 应用程序中查看 LoRa 数据包,则会看到清晰定义的啁啾正方形。

扩频因子

简而言之,扩频因子是rp的持续时间。 LoRa 的扩频因子为 7 到 12。SF7是空中时间最短的,SF12是空中时间最长的。扩展因子的每增加一,传输相同数量数据的时间就要增加一倍。在相同的带宽下,更长的空中时间显然会导致单位时间内传输的数据更少。

数据速率

LoRaWAN 使用不同的频率,扩频因子和带宽配置,具体取决于您在世界上的位置。对于 EU868,EU433,CN780 和 AS923 频段,数据速率如下:

Data Rate Configuration bits/s Max payload
DR0 SF12/125kHz 250 59
DR1 SF11/125kHz 440 59
DR2 SF10/125kHz 980 59
DR3 SF9/125kHz 1 760 123
DR4 SF8/125kHz 3 125 230
DR5 SF7/125kHz 5 470 230
DR6 SF7/250kHz 11 000 230
DR7 FSK: 50kpbs 50 000 230

请注意,取决于配置,AS923 频带可能不使用 DR0 和 DR1。

在 US902-928 和 AU915-928 频段中,数据速率如下:

Data Rate Configuration bits/s Max payload
DR0 SF10/125kHz 980 19
DR1 SF9/125kHz 1 760 61
DR2 SF8/125kHz 3 125 133
DR3 SF7/125kHz 5 470 250
DR4 SF8/500kHz 12 500 250
DR8 SF12/500kHz 980 41
DR9 SF11/500kHz 1 760 117
DR10 SF10/500kHz 3 900 230
DR11 SF9/500kHz 7 000 230
DR12 SF8/500kHz 12 500 230
DR13 SF7/500kHz 21 900 230

对于 CN470-510 和 KR920-923 频段,只有五个定义的数据速率:

Data Rate Configuration bits/s Max payload
DR0 SF12/125kHz 250 59
DR1 SF11/125kHz 440 59
DR2 SF10/125kHz 980 59
DR3 SF9/125kHz 1 760 123
DR4 SF8/125kHz 3 125 230
DR5 SF7/125kHz 5 470 230

如表所见,DR4 在两个不同的地区可能是两个不同的东西。幸运的是,您不必担心这一点,因为设备上的库和后端服务通常会设法选择要使用的最佳数据速率。

信息最大有效负载大小很重要!

即使通常情况下可以忽略所选的数据速率,最大有效负载大小也意味着应将有效负载进行限制。如果荷载超过最大长度,则应将其分成多段。