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【技术分享】深入了解LoRa技术① — LoRa产品的信道划分

03/26 14:53
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得益于LoRa技术通信距离优势,如今世界各地已经在广泛地使用LoRa产品。那么LoRa产品被划分了哪些频段呢?本期文章将向大家介绍世界各地允许LoRa产品使用的信道频率和信道带宽。

  LoRa产品的信道频率

和使用4G蜂窝网的产品相比,LoRa产品使用的是免费的ISM频段(Industrial Scientific Medical Band)。而世界各地对ISM频段的划分大不相同,因此在使用LoRa产品时需要注意各地具体的法规。ISM频段,包括433MHz、470MHz(470-510)、868MHz(862-870)、915MHz(902-928)、2.4GHz等。其中低于1GHz的频段称为SubG-LoRa。中国大陆使用470MHz频段,欧洲各国、非洲各国和印度使用868MHz频段,美国和澳大利亚使用915MHz频段,亚洲的部分地区使用433MHz频段。日本和韩国则使用920MHz(920-925)频段。

相比于2.4GHz,SubG-LoRa更适合作为长距离和低功耗通信的选择。其优势是频率低,通信距离远,穿墙能力强,功耗低。而且在当前的生态环境中,Wifi、蓝牙Zigbee等都使用2.4GHz作为工作频段,所以SubG-LoRa频段的频谱干扰相对更少,使用SubG频段可以提高网络的整体性能,减少重传次数。主要地区的频段划分如图1所示。

图1  LoRa产品的频段划分

那2.4GHz的LoRa是否就无用武之地了呢?当然不是。因为2.4GHz可用的频率范围比SubGHz要大得多,所以使用2.4GHz作为工作频率时,可以使用更大的信道带宽,并且可以选择的频率更多。在传输距离不那么远,而且对传输速度有一定要求的场景(如实时物联网边缘计算)使用2.4GHz作为LoRa的信道频率是一个比较好的选择。

广州致远电子股份有限公司推出的ZM68S系列LoRa无线模组是一款高性能低功耗的LoRa透传模组。现已在470MHz频段的ZM68S型号基础上,推出了868MHz频段的ZM68S-B型号和915MHz频段的ZM68S-C型号,能够满足各地的法律法规。

  LoRa产品的信道带宽

信道带宽,是限定允许通过该信道的信号下限频率和上限频率,可以理解为一个频率通带。增加带宽可以在同一时间内传输更多数据,即可以缩短传输时间,但是会牺牲部分接收灵敏度作为代价。LoRa芯片和模组大部分包含LoRa和FSK两种调制方式,LoRa带宽是双边带宽(全信道带宽),而FSK带宽是单边带宽。在中国大陆使用的470MHz至510MHz频段里,LoRa常用的信道带宽为125KHz、250KHz和500KHz。更详细的带宽选项如表1所示。

表1  LoRa产品的带宽选项

带宽

(kHz)

扩频因子(SF) 编码率(CR) 标称比特率(bps)
7.8 12 4/5 18
10.4 12 4/5 24
15.6 12 4/5 37
20.8 12 4/5 49
31.2 12 4/5 73
41.7 12 4/5 98
62.5 12 4/5 146
125 12 4/5 293
250 12 4/5 586
500 12 4/5 1172

依据表1可以看出,LoRa带宽越宽,标称比特率就越大,也就是实际传输速率越大。需要注意的是,部分LoRa产品不支持太小的信道带宽和过低的标称比特率。

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