[经验]

LoRa™调制解调器相关设计操作

2018-8-3 15:11:37

3265 SX1276 LoRa 调制解调器

今天继上次跟大家说的SX1276/77/78的概要后，说下有关LoRa™调制解调器相关设计操作。好了，不说废话直接进入主题。
LoRa™调制解调器
LoRa™调制解调器采用扩频调制和前向纠错技术。与传统的FSK或OOK调制技术相比，这种技术不仅扩大了无线通讯链路的覆盖范围，而且还提高了链路的鲁棒性。下表列明了通过几种设置可以提高L oRa™调制解调器性能的一些示例。设计师可以通过调整扩频因子和纠错率这两种设计变量，从而在带宽占用、数据速率、链路预算改善以及抗干扰性之间达到更好的平衡。
下表是LoRa™调制解调器性能示例(868MHz频段)

注意:当带宽低于62.5kHz时，建议使用TCXO作为频率参考源，以达到《电气规格说明》中给出的频率容差规格。
扩颜因子越大，传播时间越长，则对频率参考源短期稳定性的要求也越高。如需部署超低敏度产品，请与升特代表处联系。
针对欧洲业务，规格表中列明了ERC 70-03每个子频段允许的晶体公差。针对美国业务，可采用跳频模式，从而在LoRa™调制解调器上实现扩频和跳频这两个扩频过程的自动化。
LoRa™调制解调器的另一个重要特点是具有更强的抗干扰性。对同信道GMSK干扰信号的抑制能力达到20dB。因为拥有这么强的抗干扰性，所以LoRa™调制系統不仅可以用于频谱使用率较高的频段，也可以用于混合通讯网络，以便在网络中原有的调制方案失败时扩大覆盖范围。
基于LoRa™调制解调器的链路设计
概述
LoRa™调制解调器的配置见下图。有了这样的配置，只需要通过配置寄存器RegOpMode，就能轻松地将FSK调制解调器切换成LoRa™调制解调器。上述切换操作可以在飞行模式(睡眠模式)下进行，这样既实现了远距离调制能力又能使用标准的FSK或OOK调制技术。LoRaTM调制解调器采用专有的调制和解调程序，将扩频调制与循环纠错编码技术结合起来，从而提高了链路预算和抗干扰性。

上图LoRa™调制解调器连接
上图还显示了发送和接收信息的简要过程。其中，LoRa™调制解调器拥有独立的双端口数据缓冲FIFO, 而且在所有操作模式下均可通过SPI接口访问该通道。选定LoRa™调制模式之后，配置寄存器中SX1276/77/78的映射关系发生变化。
针对特定的应用，设计师可以通过调整扩频因子、调制带宽及纠错编码率这三个关键设计参数对LoRa™调制解技术进行优化。对上述某种设计参数进行调整之后，可在链路预算、抗干扰性、频谱占用度及标称数据速率之间达到平衡。
扩频因子
LoRa™扩频调制技术采用多个信息码片来代表有效负载信息的每个位。扩频信息的发送速度称为符号速率(Rs) ，而码片速率与标称符号速率之间的比值即为扩频因子，其表示每个信息位发送的符号数量。LoRa™调制解调器中扩频因子的取值范围见下表。

扩频因子（RegmodulationCfg）	扩频因子（码片/符号）	LoRa™解调器信噪比（SNR）
6	64	-5dB
7	128	-7.5 dB
8	256	-10 dB
9	512	-12.5 dB
10	1024	-15 dB
11	2048	-17.5 dB
12	4096	-20 dB