电磁波的主要传播方式-lora传输时间计算.docxVIP

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电磁波的主要传播方式lora传输时间计算

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电磁波主要传播为地波，天波，视线传播三种：

地波：频率较低（约2MHz以下）趋于沿弯曲的地球表面传播，有一定的绕射能力。

天波（2Mhz~30Mhz）：该频率能被电离层反射，我们可以利用电离层反射的传播为天波。

视线传播（30Mhz以上）：该频率电磁波不能被反射，而且沿地面绕射的能力也小，所以只能类似光波一样视线传播。（这也是为什么为什么频率越高穿透能力越强的原因，因为不能绕射，只能穿透，但是穿透会造成大量能力损失，所以也就是为什么频率越高，相对传输距离越近）也可以从自由空间损耗公式：Ls=20Lgf（MHz）+20Lgd（Km）+32.4看出，d：为距离，在距离不变的情况，f（频率）越高，Ls（损耗）越大。

为什么调制：

1：为获得较高辐射效率，天线尺寸必须与波长比拟，常为λ/4，又由于c=λf，

f为频率，基本上基带信号都在较低频率段，若不调制，则需要很长的天线，这无法实现

2：把多个基带信道分别搬移到不同的载频处，实现信道多路复用，提高信道利用率

3：扩展信号带宽，提高系统抗干扰能力，实现传输带宽与信噪比互换。

编码率CR：

数据流中有用部分的比例。

设编码序列的信息码元数为k，总码元数为n，则比值k/n就是码率，而监督码元数（n-k）和信息码元数k之比（n-k）/k为冗余度;

编码目的：

以降低信息传输速率为代价提取高传输可靠性。

带宽BW：

单位时间能通过链路的数据量。通常以bps来表示，即每秒可传输之位数。

理解：带宽相当于公路，公路越大，能同时跑的车辆越多，单位时间数据量越多，所以BW越大，速度越快。（但是会牺牲接收灵敏度）

码元传输速率：

单位时间传送码元的数目，当码元数为1时，则又称为比特率。

理解：在马路（带宽）上开车（码元），但是车上可以载多个人。只有一个车载一个人的时候才为比特率，无线模块的Rs都为比特率。

扩频因子SF：

扩频LoRa?调制是通过多个信息芯片表示每个比特的有效载荷信息来实现的。传播信息的发送速率称为符号速率（Rs），符号速率和芯片速率之间的比率是传播因子，表示每比特信息发送的符号数。

理解：简单来说，以前的每一个数据bit都要与扩频因子相乘，

好处：因为是正交的，所以不同扩频可以在相同信道而不受干扰。

2、示例

以下都以SF:7BW:125kCR:4/5为例

Rs符号速率：Rs=BW/（2^SF）SF：扩频因子BW：带宽则Ts=（2^7）/BW=1.024kbps

空中速率：Dr=SF*BW/（2^SF）*CRSF：扩频因子BW：带宽CR：编码率Dr=7*125/（2^7）*4/5=5.46875≈5.47kbps

LowDataRateOptimze：

即低速率下数据持续时间太久，为了鲁棒性，所以需要开启低速率优化。

前导码持续时间：Tpreamble=（npreamble+4.25）TsymTsym：1/Rsnpreamble：设置的前导码长度如：npreamble设置为12则Tpreamble=（12+4.25）*Ts=16.25*1.024=16.64ms

负载持续时间：Tpayload=npayload*Tsnpayload=8+（max（ceil［］（CR+4），0）PL：负载长度，即发送数据长度SF：扩频因子IH：当使能header为0，没体现header为1DE：当启用LowDataRateOpTImze为1CR：芯片设置的编码率CRC：开启CRC功能为1设：npayload=8，header使能，CRC开启，LowDataRateOpTImze未启用，则npayload=8+（max（ceil［］（1+4），0）=8+3*5=23Tpayload=23*1.024=23.552ms

总时间：总持续时间为负载持续时间+前导码持续时间T=Tpayload+Tpreamble=16.64+23.552=40.192ms

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-全文完-