「漲知識」關(guān)于LoRa擴(kuò)頻技術(shù)，你知道多少？

LoRa（Long Range）是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）協(xié)議，主要用于物聯(lián)網(wǎng)（IoT）設(shè)備的遠(yuǎn)距離無線通信。LoRa技術(shù)通過采用擴(kuò)頻調(diào)制方式，使其在低功耗和長距離傳輸之間取得了很好的平衡。

擴(kuò)展頻譜技術(shù)是一種利用遠(yuǎn)寬于信號帶寬的頻譜來傳輸信息的技術(shù)。擴(kuò)頻通信通過偽隨機(jī)編碼對待傳輸?shù)男畔?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，從而擴(kuò)展其頻譜后再進(jìn)行傳輸；在接收端，使用相同的編碼進(jìn)行解調(diào)和相關(guān)處理，以恢復(fù)原始信息數(shù)據(jù)。這是一種寬帶編碼傳輸系統(tǒng)。

在擴(kuò)頻通信的發(fā)射鏈路中，信息通過擴(kuò)頻調(diào)制后，再通過射頻調(diào)制方法將信號發(fā)出；在接收鏈路中，同樣在下變頻之后采用擴(kuò)頻解擴(kuò)方案?？梢岳斫鉃樵谠械纳漕l路徑上分別增加了擴(kuò)頻調(diào)制和擴(kuò)頻解擴(kuò)兩個模塊。

擴(kuò)頻調(diào)制特點

抗干擾能力強(qiáng)：擴(kuò)頻技術(shù)的抗干擾能力強(qiáng)，分為抗寬帶干擾和抗窄帶干擾。寬帶干擾可以理解為基底噪聲較高的干擾信號，窄帶干擾為脈沖信號。

隱蔽性強(qiáng)：具有很強(qiáng)的隱蔽性。由于擴(kuò)頻信號的帶寬較寬且功率密度低，當(dāng)信號被擴(kuò)頻后，信號完全在噪聲基地之下，無法通過能量強(qiáng)度的方式檢測出來。

擴(kuò)頻多址：擴(kuò)頻多址技術(shù)允許多個設(shè)備在同一頻段內(nèi)同時通信而不互相干擾。不同的設(shè)備可以使用不同的擴(kuò)頻因子，每個設(shè)備的信號通過不同的調(diào)制方式進(jìn)行傳輸。

頻譜利用率高：擴(kuò)頻技術(shù)具有頻譜利用率高、容量大的特點，可以在較低的傳輸功率下實現(xiàn)長距離通信，從而減少了對頻譜資源的占用，不同的擴(kuò)頻因子允許多個設(shè)備共用同一頻段，這進(jìn)一步提升了頻譜利用率。

精確定位測距：擴(kuò)頻技術(shù)能實現(xiàn)精確地定時、測距與定位。UWB技術(shù)就是利用該特點，發(fā)射超短時長、超大帶寬的脈沖信號，從而實現(xiàn)精確定位時。

常見的擴(kuò)頻系統(tǒng)分為直接擴(kuò)頻、跳頻擴(kuò)頻和時間跳變擴(kuò)頻三種。其中直接擴(kuò)頻又分為寬帶擴(kuò)頻和窄帶擴(kuò)頻；跳頻擴(kuò)頻分為快速跳頻擴(kuò)頻和慢速跳頻擴(kuò)頻。寬帶線性調(diào)頻擴(kuò)頻和混合擴(kuò)頻也屬于擴(kuò)頻技術(shù)，它們綜合了這三種常見擴(kuò)頻技術(shù)的特點。

思為無線前端模塊和無線數(shù)傳模塊采用LoRa擴(kuò)頻技術(shù)特點

傳輸距離遠(yuǎn)：具有較高的接收靈敏度，使其能夠?qū)崿F(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離。

低功耗&成本低：LoRa模塊解決了無線應(yīng)用在超長的距離上也能實現(xiàn)超低功耗。同時LoRa具有容量大的特點，一個LoRa網(wǎng)關(guān)可以連接上千上萬個LoRa節(jié)點，大大節(jié)省了模塊及布線成本，得到大面積的普及和應(yīng)用。

靈敏度高：LoRa的調(diào)制技術(shù)對信號進(jìn)行獨(dú)有的頻譜擴(kuò)寬處理，在等同的數(shù)據(jù)速率條件下，它的擴(kuò)頻調(diào)制方式可以獲得比傳統(tǒng)FSK調(diào)制方式還要高的靈敏度。接收靈敏度的提高，可應(yīng)用在遠(yuǎn)距離傳輸及可靠性要求極高的場合。

安全性高：LoRa模塊采用嵌入式點對點AES-128數(shù)據(jù)加密技術(shù)，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>

抗干擾能力強(qiáng)：LoRa無線技術(shù)是一種特殊的擴(kuò)頻技術(shù)，通過使用高擴(kuò)頻因子，可將小容量數(shù)據(jù)通過大范圍的無線電頻譜傳輸出去，即便使用相同的頻率同時發(fā)送信號到主機(jī)上也不會相互干擾，具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

數(shù)據(jù)速率較低：LoRa的數(shù)據(jù)速率較低，通常在 幾百到幾十Kbps，速率越低傳輸距離越長，這使得其更適合于傳輸?shù)退倩蛐×繑?shù)據(jù)的應(yīng)用場景。

由于其超長的傳輸距離和低功耗特性，LoRa技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。例如，在智能城市中，LoRa可用于智能照明、智能停車和智能安防等系統(tǒng)，實現(xiàn)高效的城市管理。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，LoRa可以用于土壤監(jiān)測、氣象監(jiān)測和水產(chǎn)養(yǎng)殖等應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。此外，在物流和供應(yīng)鏈管理方面，LoRa技術(shù)也可用于物品追蹤和倉儲管理等場景，提高物流效率和準(zhǔn)確性。