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LoRa调制总结————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 33LoRa调制的具体方案 8LoRa调制是基于这个调制方案,但是具体的实现我还是有些谜。 (chirpSpreadSpectrum,CSS)方案的调制。chirp信号是sine信号,其频率随着时间线性增加(upchirp)或随着时间线性减小(downchirp)。即chirp=cos(x(t));x(t)为时间t的二次函数。如下式所示s(t)=a(t)cos[𝜽(t)]a(t)是s(t)的包络,在(0,T)范围之外的取值为零。这样,信号扫过的带宽B=|u|*Ts(t)=a(t)cos(2*𝝅*fc*t+𝝅*u*t^2+∅)这样,定义信号扫过的带宽BW=|u|*TChirp(upchirp)信号如下所示:Chirp信号的频谱Chirp信号的频率随时间的变化关系图。最基础的基于chirp信号扩频调制是upchirp代表1,(以upchirp信号为例)LoRa调制中的每一个符号都可以表示为sine信号,频率在时间周期内变化如上图所示,fc为中心信号扫过频率范围的中心频率,频带范围为[fc-BW/2,fc+BW/2],LoRa符号持续时间为Ts,从频率范围内的某一个初始频率开始上升,到最高频率fc+BW/2,然后回落到最低频率fc-BW/2,继续开始上升,知道符号的持续时间Ts,所以在一个Ts时间内,LoRa符号的频率一定会扫过整个频带范围。符号频率的初始值可能为2^SF,SF为传播因子。(论文上有这样提到,但是我感觉有点不像呀,因为SF的最大值也不过12,BW的常用带宽是125kHz,250kHz,500kHz好像比较少用,但是一定有,信息映射会提到)。传播因子SF定义了每一个LoRa符号里面携带比特的数量。因为使用了前向纠错码,所以信息比特速率会稍微降低一些,加上以上给出的信息,我们可以得到信息比特速率计算如下:Rb=(SF/Ts)*CR,其中CR为编码率。符号持续时间有SF和带宽BW共同确定:Ts=2^SF/BW,所以Rb=(SF*BW/2^SF)*CR,由以上式子可以看出,SF越大,符号持续时间越长,空中传播时间越长,bite速率越小。因此,参数:带宽BW,传播因子SF,和编码率CR,决定了LoRa点对点链路的bite速率。大的传播因子意味着更低的bite速率,但是同时获得了更高的敏感度(是否可以理解成持续时间长了,然后能量就大了,而接收端匹配滤波,使得能量聚集)。LoRa调制有着一个显著的优势就是这种调制方式和编码方案使得LoRa设备可以正确的接收在同一个信道两路相互交叠传输的信号,只要他们的SF不一样。同时,就算是两路完全一样的信号,有着相同的SF,也能够接收信号强度更大的信号。(这是供应商声称,实际上怎么样,我也不确定。)BW,SF参数的选择以及对应的码率,biterate如下表所示(在频段863—880MHz):3LoRa调制的具体方案Chirp扩频调制基本上有两种方式::二进制正交键控(BOK:BinaryOrthogonalKeying)、和直接调制(DM:DirectModulation)。BOK是利用不同的Chirp脉冲来表示不同的数据,如用从低到高的线性频率变化(up-chirp)表示1,从高到低的线性频率变化(down-chirp)表示0。由于Chirp扩频的处理增益由信号的时间带宽积(TB)所决定,为了得到良好的增益,TB应远大于1,从而导致通信速度不可能太高。DM是在其他方式调制(如DPSK、DQPSK等)后的信号上乘以一个Chirp信号,以达到扩频的目的。在这种情况下,Chirp信号类似于DSSS的PN序列,这种调制方式结构简单,易于实现,而且整个系统可以只用一种Chirp信号,接收处理也方便。。(具体的方案细节,还没有找到,我也有很大疑问)(CSS)给出了这种调制方案,也明确表示过,LoRaWAN也是采用基于CSS的专用物理层,但是具体是如何改善应用的具体细节我没有找到。(2450MHz)PHY数据速率为1Mb/s,另外一种可选的速率是250kb/