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如何提高LoRa网络覆盖率?

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大年夜家都知道比拟其他的协议,比如Wifi、蓝牙等,LoRa最大年夜的上风便是长间隔。那若何才能使他的上风最大年夜化的表现出来,影响的主要身分有哪些?我们必要若何布网LoRa收集,才能前进LoRa收集覆盖率?

本文从无线通信的理论公式来解释,从哪几个身分动手,以便前进实际利用中LoRa收集的传输间隔。

盼望查看LoRaWAN网关在城市中的实际覆盖间隔的,可以参考文章LoRaWAN网关覆盖范围驾驶测试

盼望查看若何谋略LoRa网关能带若干个节点的,可以参考文章一个LoRaWAN网关能支持若干个节点。

一、LoRa通信间隔的理论推导历程

让我们从下面这个无线通信的理论公式来开始吧。(理论谋略是在可视间隔内,无遮挡,无电磁滋扰的环境)

等式左边是链路中可用于衰减的量,此中Pt是发射端(一样平常是节点侧)的发射功率,Pr是接管端(一样平常是网关侧)的接管灵敏度,Gt是发射真个天线增益,Gr是接管真个天线增益。

等式右边是链路中耗损的量,此中lg函数是旌旗灯号随频率和间隔的衰减量,f是事情频率,d是收发天线间的间隔,c是光速,Lc发射天线的馈线插损,L0是情况带来的空中传播损耗。

既然我们看的是间隔,那就把上面公式推导一下,谋略如下:

二、若何前进LoRa传输间隔

从上面可以直不雅看出可以增大年夜LoRa传输间隔的主要身分如下:

1、增大年夜Pt的值即增大年夜LoRa节点的功率来获取更远间隔。

测试时确认一下节点功率是否调试到最大年夜值。

从理论谋略,链路上每相差6dB,间隔就会相差一倍。

如:在其他前提相同的环境下节点发射10dB和发射16dB时间隔会相差一倍。

2、减小Pr的值,即减小接管端(网关侧)的Pr代数值来获取更远间隔,也可以觉得是前进接管灵敏度。

在LoRaWAN里接管灵敏度是随SF速度变更的。

例如瑞科慧联LoRaWAN网关RAK7249,在125K带宽下的SF7对应的灵敏度是-127,SF12对应的接管灵敏度是-139.SF12的灵敏度值比SF7的要小12dB,也可以说SF12比SF7灵敏度高12dB。

图1   LoRaWAN网关示例

那理论上在其他前提都相同的环境的测试,图1所示的瑞科慧联LoRaWAN网关RAK7249,在SF12速度下的测试间隔应该是SF7速度下的4倍。

3、增大年夜Gt值,即增大年夜LoRa发射端(节点侧)的天线增益来获取更远间隔。

理论上在其他前提相同的环境下,节点侧应用6dBi增益的天线测试的间隔是应用0dBi增益的天线的一倍。

4、增大年夜Gr值,即增大年夜接管端(网关侧)的天线增益来获取更远间隔。

理论上在其他前提相同的环境下,网关侧应用6dBi增益的天线测试的间隔是应用0dBi增益的天线的一倍。

5、减小Lc的值,即削减发射天线馈线的插损来获取更远间隔。

以是我们只管即便应用较短的,阻抗匹配靠近50欧姆的连接馈线。

当然PCB线路板射频线路的阻抗也不会精准到50欧姆,也会有必然影响,然则这个PCB我们也是无法改变的。就不斟酌这方面的影响了。

6、减小L0的值来获取更远传输间隔。

L0是情况带来的空中传播损耗。那怎么才能削减情况带来的影响?

只管即便使LoRaWAN网关处于较高位置,天线维持竖直比如高楼楼顶,对照高的铁塔顶。位置越高,受到楼房,树木等的遮挡就小。同时移动节点位置,只管即便使网关和节点处在一个可视位置。

7、着末便是频率的影响,从上面公式中看出应该是减小频率来获取更远间隔。从LoRa常用的频率来看,在其他前提相同的环境下传输间隔433M>470M>868M>915M。

结语

以上是从理论公式上推出来所有影响LoRa传输间隔的身分,后续布网中可以上身分中阐发动手,来前进收集覆盖率。lw

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