硬核科普：LoRa扩频原理

　　在物联网复杂的应用场景来说，要考虑的因素很多，包括成本、速率、寿命、移动性和覆盖范围等等，绝对不是某项单一技术标准就可以称霸天下的。而“LoRa”扩频技术，就是一项和NB-IoT激烈竞争的LPWAN技术。市场上，基于LORA扩频技术的LORA网关、LORA采集模块、LORA透传模块、LOra阀门控制器等设备，琳琅满目。

　　LoRa扩频技术定义

　　扩频因子(SF)

　　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。扩频因子为6时，LoRa的数据传输速率最快。

　　注意：因为不同的SF之间为正交关系，因此必须提前获知链路发送端和接收端的SF。另外，还必须获知接收机输入端的信噪比。在负信噪比条件下信号也能正常接收，这改善了LoRa接收机的灵敏度，链路预算及覆盖范围。

　　扩频调制带宽(BW)

　　增加带宽，可以提高有效数据速率以缩短传输时间，但是会牺牲接收灵敏度。

　　LoRa信号带宽BW、符号速率Rs和数据速率DR的关系

　　LoRa符号速率Rs可以通过以下公式计算：

　　Rs=BW/(2^SF)

　　每Hz每秒发送一个码片。

　　LoRa数据速率DR可以通过以下公式计算：

　　DR=SF*( BW/2^SF)*CR

　　LoRa扩频技术一经推出，就凭借惊人的灵敏度(-148dbm)、强悍的抗干扰能力、出色的系统容量表现，赢得了广泛的关注。LoRa扩频技术改变了传输功耗和传输距离之间的平衡，彻底改变了嵌入式无线通信领域的局面。实现远距离、长电池寿命、大系统容量、低硬件成本的全新通信技术。

　　LoRa扩频原理

　　扩频通信原理

　　常规的数字数据通信原理：使用与数据速率相适应的尽可能小的带宽，因为带宽数是有限的，而且有很多的用户要分享。尽可能使用最大带宽数, 同样的能量在一个大的带宽上传播。

　　扩频带宽的很小部分与常规无线信号相互干扰， 但常规无线信号不影响扩频信号，这是因为两者相比常规信号带宽很窄。

　　扩频技术应用意义

　　一、扩大带宽、减少干扰

　　当扩频因子为1时，数据1就用“1”来表示，扩频因子为4时，可能用“1011”来表示1，这样传输的时候可以降低误码率也就是信噪比，但是却减少了可以传输的实际数据，所以，扩频因子越大，传输的数据数率就越小。

　　二、根据对速率的不同要求分配不同数量的码道，提高利用率

　　扩频因子还有另一个用途，那就是正交码，也就是正交可变扩频因子，通过OVSF可以获得正交的扩频码，扩频因子为4时有4个正交的扩频码，正交的扩频码可以让同时传输的无线信号互不干扰，也就是说，扩频因子为4时，可以同时传输4个人的信息。