Что такое технология За Lora Frequency

LoRa frequency range

LORA использует CSS (Спектр Spread Chirp) модуляции, которая использует метод расширения спектра частот в качестве способа модуляции. Так называемые Чирповые импульсы посылаются в виде символов, которые увеличивают или уменьшают по частоте LORA непрерывно в течение долгого времени. Передачи данных затем реализуются путем последовательной последовательности этих ЛЧХ импульсов.

частота Lora

Особые свойства

Поскольку Lora работает в полосах частот ISM (433 МГц, 868 МГц и 915 МГц), излучаемая мощность передачи ограничена. Для того чтобы иметь больший диапазон радио по сравнению с обычными типами модуляции, такие как Для достижения FSK (Манипуляция частоты), чувствительность приемника была значительно улучшена с LORA. Приемник Lora все еще может успешно принимать и декодировать полезным Lora сигнала до 20 дБ ниже уровня шума, что приводит к чувствительности приемника максимума -149 дБм. По сравнению с максимальной чувствительностью FSK ок. -125 дБм до -130 дБм, Lora предлагает значительное улучшение. С приемником FSK, сигнал только может быть успешно декодирован, если полезный сигнал приблизительно.

Lora-частотный и сигнал сила

Благодаря свойству, что Lora еще может успешно получать полезный сигнал до 20 дБ ниже уровня шума, надежность радиопомех значительно лучше, чем FSK. Системы FSK только работать правильно, если сигнал помехи, по меньшей мере 10 дБ слабее полезного сигнала. В лучшем случае, Системы Lora все еще могут получить полезный сигнал, если сигнал помехи 20 дБ сильнее, чем полезный сигнал.

Ограничения

Из графика выше вы можете увидеть, что Lora может получить о 30 дБ слабые сигналы, чем с FSK. тем не мение, Есть два ограничения, которые несколько релятивизировать это большая разница.

• Первый, модуляция LORA является широкополосным, чем модуляции FSK, что означает, что уровень шума приемника Lora, как правило, выше, чем у приемника FSK. конкретно, удвоение пропускной способности увеличивает уровень шума на 3 децибел.
• Во-вторых, Lora может получить только полезный сигнал до 20 дБ ниже уровня шума при очень медленных скоростях передачи данных ≤ 0.5 кбит / s. Как только скорость передачи данных увеличивается, либо отрицательное отношение возрастает сигнал-шум далее по направлению к нулю, или ширина полосы должна быть увеличена дополнительно, которые, в свою очередь, увеличивает уровень шума.

Измерение Сравнение между Lora и FSK

Для того, чтобы выяснить, насколько хорошо Lora на самом деле, непосредственное сравнение между Lora и FSK следует проводить. Для этой цели, наши ранее использовались стандартные трансиверы FSK (CC1020 и CC1101) сравниваются с данными от Lora / ЧМн-приемопередатчик SX1261.

приемопередатчикмодуляция 

Максимальная чувствительность согласно спецификации

Скорость передачи данныхRX- пропускная способность
CC1020FSK-118 дБм2.4 кБит / сек12.5 кГц
CC1101FSK-116 дБм0.6 кБит / сек58 кГц
SX1261FSK-125 дБм0.6 кБит / сек4 кГц
SX1261Lora-149.2 дБм0.02 кБит / сек8 кГц

Согласно информации, полученной от технических паспортах, Lora достигает по меньшей мере 24 дБ лучше максимальную чувствительность, чем с лучшим FSK трансивер (SX1261). По сравнению со старыми FSK приемопередатчиков (CC1020 и CC1101), чувствительность максимум даже 31 или 33 дБ лучше. Так как можно предположить, что диапазон радио может быть в два раза для каждого 10 дБ более чувствительность, a 4 в 8 раз диапазон радио должно быть возможным с LORA по сравнению с FSK.

тем не мение, это также заметно, что максимальная чувствительность Lora достигается с чрезвычайно низкой скоростью передачи данных только 0.02 кбит / s. Для того, чтобы получить прямой, значимое сравнение между различными приемопередатчиков, чувствительность всех приемопередатчиков определяются при той же скорости передачи данных,. По словам производителя Semtech в, Lora бы достичь примерно 7 в 10 дБ больше, чувствительность при одной и той же скорости передачи данных, как FSK.

Наши измерения дали следующие результаты:

Скорость передачи данныхчувствительность
CC1020CC1101SX1261SX1261
FSKFSK дБмFSKLora
1.2 кБит / сек-117 дБм-112 дБм-123 дБм-129 дБм
2.4 кБит / сек-117 дБм-111 дБм-121 дБм-126 дБм
4.8 кБит / сек-114 дБм-109 дБм-118 дБм-123 дБм
9.6 кБит / сек-112 дБм-107 дБм-116 дБм-120 дБм

SX1261 трансивер с модуляцией достигает LORA 4 – 6 дБ больше, чем чувствительность с FSK модуляцией. По сравнению с CC1020 8 – 11 дБ, а по сравнению с CC1101 13 – 17 дБ чувствительность достигается более. Поразительно, что снижение выбирается скорость передачи данных, тем больше коэффициент усиления чувствительности может быть достигнуто с Lora.

Другая точка зрения показывает энергосберегающий потенциал Lora. Для того, чтобы достичь того же чувствительность, как и с FSK, примерно 4 раза скорость передачи данных может быть использована с LORA. Таким образом, же Радиотелеграмма становится 4 раз меньше, а потребление энергии также снижается на коэффициент 4.

Вывод:

Как и со всеми приемно, максимальная чувствительность LORA -149 дБй достигаются только при самой низкой скорости передачи данных,. Эта скорость передачи данных для Lora только ок. 0.02 кбит / s и поэтому непригоден для многих приложений. тем не мение, если такие низкие скорости передачи данных могут быть использованы, 4 раз диапазон радио теоретически возможно по сравнению с современными FSK приемопередатчиков.

Если скорость передачи данных Lora увеличивается до 1.2 кБит / s в 10 кБит / s, LORA достигает примерно. 4-6 дБ больше, чувствительности по сравнению с современными FSK приемопередатчиков. По сравнению с более старыми приемопередатчиков FSK, таких как CC1101 или CC1020, диапазон радио может быть даже два или три раза с LORA.

Существует интересный энергосберегающий вариант в тех случаях, когда текущая чувствительность FSK была достаточно. Если же чувствительность должна быть достигнута с Lora, скорость передачи данных может быть увеличена с коэффициентом 4 по сравнению с FSK, при этом потребление энергии также может быть уменьшена на коэффициент 4.

Для нас, Технология Lora представляет собой интересную альтернативу для приложений со скоростями передачи данных до 10 кбит / s, поскольку диапазон радио может быть массово увеличился по сравнению со старыми приемопередатчиками. Особый интерес для нас является возможность подключения к сети LoRaWAN, а это означает, что приложения ИТН могут быть подключены к сети Интернет практически в любом.

С помощью нашего модуля Lora “TRX433-70” мы готовы к будущему инновационным проектам Lora.

Радиопередача с Lora

Показания счетчиков, переключающие команды и другая информация могут быть переданы из модуля концентратора к маршрутизатору и обратно в различных формах. Если проводная передача невозможна или слишком дорого, радиопередачи с LORA может быть альтернативой для дистанционного считывания.

Стандартный Lora радио

Lora означает Long Range, то есть. высоко (радио) Диапазон и является альтернативой стандартным радио с известными технологиями, такими как UMTS или LTE. Во многих странах, Lora уже зарекомендовал себя в качестве основы для стандарта связи в так называемой Интернет вещей (IoT), для машины к машине (M2M) связи и для промышленности и приложений для смарт-город.

Стандартный Lora радио, как и другие радиотехнологий, использует свободную Lora полосы частот от безлицензионных ПНМОВ (промышленные, Научные и медицинские). В Европе, эти полосы в 433 а также 868 диапазон МГц. С помощью специальной процедуры радио, так называемый спрэд частоты, технология практически невосприимчивы к помехам. Диапазон между передатчиком и приемником находится между 2 а также 15 км, в зависимости от окружающей среды и застроенной территории. Из-за высокой чувствительности -137 дБм, высокие проникающие здания могут быть достигнуты. Радиосигналы глубоко проникают внутрь зданий и подвалов. Особенно в кемпингах, где металлические крышки караванов и передвижных домов часто ослабляют уровень сигнала WLAN, радиопередача с Лорой превосходит здесь. Скорость передачи данных по LORA между 0.3 а также 50 кбит / s.

Приложения для Lora

Lora в основном используется в приложениях, в которых очень мало данных, подлежащих передаче на большие расстояния в очень энергосберегающим способом. Эти данные, как правило, измеренные значения, Сигналы состояния или манипулировали значения.

Различия между WLAN, Lora и мобильная радиосвязь

Локальная сеть мобильная радиосвязь и предназначены для передачи больших объемов данных. Относительно короткие интервалы принимаются. Lora, с другой стороны, оптимизирован для передачи небольших объемов данных на большие расстояния. В следующей таблице приведены некоторые различия между различными стандартами радиосвязи.

 

WLANLoraСотовый
Позвонил<100 м2.000-3.000(город)

>10.000 м (страна)

<300 м (город)

<10.000 м (страна)

 

Максимум. скорость передачи данных

6.933 Мбит / с50 кбит / с1.000 Мбит / с
РасходысреднийНизкийОчень высоко
Lora Частота2.4 ГГц

5 ГГц

60 ГГц

433 МГц

868 МГц

800 МГц

900 МГц

1.800 МГц

2.100 МГц

2.600 МГц

Максимум. мощность передачи1.000 мВт25 мВт20-50 вес (Базовая станция)

200 мегаватт (Терминальные устройства)

LoRaWAN (длинный диапазон глобальной сети)

Малая мощность WANs (LPWANs) сетевые концепции для Интернет вещей (IoT) и машина-машина связи (M2M). LPWANs характеризуются тем, что они могут покрывать расстояние до 50 км и требует очень мало энергии. Есть несколько технических подходов к реализации LPWANs. Один из ETSI: ETSI GS LTN, другие названия являются LoRaWAN, Невесомая и РАПН, которая выступает за случайную фазу множественного доступа.

Так что расстояние мостового не нарушается слишком много в свободном пространстве затуханием, некоторые из концепций LPWAN упоминались частота использования в ISM полосах 433 МГц и 868 МГц. Мало работы и в ISM диапазоне в 2.4 ГГц.

Например, в отношении SigFox в LoRaWAN (Long Range Wide Area Network), он использует диапазон ISM в 868 МГц (США 915 МГц) в Европе. Диапазон мостового расстояние над 5 км в городской местности и за кадром 15 км за пределами города. Есть также радио приемопередатчиков в диапазоне частот от Lora 2.4 ГГц, с которой ряд 10 км можно преодолеть. Передача LORA представляет собой сочетание Spread Spectrum Chirp (CSS) и Software Defined Radio (SDR). Ключевым преимуществом является то, что сигналы, которые до 20 дБ ниже уровня шума все еще может быть обнаружен. Концепция LoRaWAN поддерживает двунаправленную связь, мобильность и основанные на местоположении услуги.

Характерные значенияLoRaWAN
 

Диапазон частот

 

ISM полоса, 433 МГц, 868 МГц (США), 915 МГц (США)

модуляцияПиск с расширенным спектром (CSS)
канал British8*125 KHz (США),

64*125KHz,8*125KHz(США)

 

Размер посылки

 

Определяется пользователем

Datasheet Up / Down300 бит / с 50 кбит / с (США)

900 бит / с до 100 кбит / с(США)

 

топология

 

Star топология

 

расстояние

Вплоть до 5 км в застроенных районах

Вплоть до 15 км в сельской местности

 

Конечные устройства подключены к базовой станции, который, в свою очередь, получает информацию, зашифрованную с позвоночником через TCP / IP и протокол SSL.
Для того, чтобы гарантировать, что срок службы батареи конечных компонентов как можно дольше, все скорости передачи данных и вывод РЧА-сигналы находятся под управлением сетью LoRaWAN и торцевые компоненты управляются с помощью адаптивной скорости передачи данных, (ADR). Есть классы три-терминальные устройства: Устройства класса А могут взаимодействовать с двунаправленным и имеют запланированное окно передачи в восходящей линии связи, Класс B устройство также имеет запланированное окно передачи в нисходящей линии связи и окно передачи для устройств класса С непрерывно открыт. Технология LoRaWAN стандартизирована по Lora Alliance.

LoRaWan – Рамки для беспроводных сетей

LoRaWan является спецификацией и описывает рамки для беспроводных сетей. Он используется в сетях с небольшим трафиком данных, например, в сенсорных сетях. LoRaWan (LongRangeWideAreaNetwork) это так называемый LPWAN (Low Power Wide Area Network) протокол. В данной статье приведены частоты, используемые LoRaWan и доступные классы конечных устройств.

Частота Lora различна в разных регионах мира. тем не мение, необходимо здесь, чтобы получить больше информации перед запуском устройства Lora для того, чтобы установить правильную частоту. В следующей таблице приведены правильные частоты для каждой страны или континента:

LoRaWan также рассматривается как звездообразной топологии. Шлюзы пересылка сообщений от оконечных устройств к серверу доступа к конкретному. Шлюзы подключаются через стандартный сервер через стандартный интернет-соединение.

двунаправленные устройства
Есть три основных двунаправленные классов обрабатываемых End:

Класс A

Данные по восходящей линии связи всегда происходят от конечного устройства. Восходящей линии связи сообщение следует 2 короткие окна приема для сообщений по нисходящей линии связи. Эти сообщения нисходящей линии связи также могут быть включены для сообщений подтверждения, а также для параметров устройства. Так как связь между терминалом и шлюзом будет только когда-либо быть от терминала, может быть время ожидания между подробным новыми параметрами устройства и реализацией терминала.

Между контакты времени фактической передачи, Устройства класса А могут поместить свой модуль Lora полностью в режиме энергосбережения. Это приведет к изменению энергетической эффективности.

Класс B

Класс B, другие в окнах неисправности Класс A в, стать дополнительные окна приема. устройства класса B синхронизированы с помощью циклический посылаемых маяков. Эти маяки используются для связи, и другие окна приема открыты в другое время. Потери в том, что задержка может быть определена заранее, потеря потребления энергии в качестве компонента числа. тем не мение, потребление энергии остается достаточно низкими для батареек приложений.

Класс C

Класс C значительно снижает задержку для нисходящей линии связи, так как окна приема конечного устройства всегда слышал, пока само устройство не дает никаких сообщений. По этой причине, приграничный сервер может начать передачу по нисходящей линии. Изменение времени между классом А и С является особенно важным в аккумуляторных батареях правовых договоров, например, “микропрограммы более-воздух” обновления.

ОбластьLora Частота
Европа863-870 МГц

433 МГц

НАС902-928 МГц
Китай470-510 МГц

779-787 МГц

австралиец915-928 МГц
индийский865-867 МГц
Азия433 МГц
Северная Америка915 МГц