Fejlesztői útmutató Lora-modemek sx1272

1. ÁLTALÁNOS INFORMÁCIÓK
Ez az útmutató a szükséges alapinformációk megvizsgálja a Lora-modem a kivetített rádiótechnika termékeket. A rajzolat leírása paraméterek két részre oszlik: az egyik azt vizsgálja, a fő paramétereket, és a többi - több.

2. A tervezés alapja készüléken MODULATION Lora

2.1. Modulációs eljárás Lora
Lora (Long Range) - ez modulációs sémát szórt spektrumú, ahol az adatok kódolva sávú csipog impulzusok gyakorisága növekszik vagy csökken egy bizonyos időintervallumban. Ebben a megközelítésben, a két fő előnye van: jelentős növekedése vevő érzékenységét expanziója következtében a spektrum és az alacsony kritikus, hogy a HBO frekvencia van az adó és a vevő. Hogy jobban megértsük a tervezési elvek rádiós eszközök modulációs Lora méret, meg kell röviden megvizsgálni a befolyásoló tényezők a vevőkészülék érzékenysége.

2.2. vevő érzékenysége
Az érzékenység a rádió szobahőmérsékleten adjuk az alábbi képlet:

Az első tag miatt a termikus zaj per 1 Hz sávszélesség és befolyásolja azt csak a hőmérséklet változtatásával a vevő. A második ciklus, BW, leírja a frekvenciasáv a vevő. NF - ez vevő zajszámot, ami állandó egy adott hardveres megvalósítás. Végül SNR -, hogy szükség van a jel-zaj viszony alkalmazott modulációs séma. Tervezési paramétereket rádióberendezések designer segítségével Lora modulációs jel-zaj arányt és a frekvenciasáv a vevő.

2.3. A jel-zaj arány, és elosztási tényezőt
A fő lényege a szórt spektrumú modulációt, hogy minden adat bit kódolja több jel elemek, illetve chips (az angol. Chip). A viszony egy adatsebesség Rb és chip sebessége Rc (chip rate) modulálására Lora kifejezve a következő képlettel:

Itt SF - ez elosztási tényező.
SNR - a legkisebb értékét az arány a kívánt jel teljesítményét, hogy a zajteljesítmény amelynél demodulálásához. Maga előnyei Lora modulációs eljárás, párosulva proaktív hibajavító és szórt spektrumú jelentősen javítja a jel-zaj arány. Példák a jel-zaj arány-értékek a hagyományos és Lora-modulációt meg vannak adva az alábbi táblázatban. Minél kisebb ez az arány, annál érzékenyebb a vevő. A negatív értékek a lehetőséget, hogy kap jelet szintje alatt saját vevő zaj:

A ábrázolása egy kicsit az adatok többszörös chipek az következik, hogy az elosztási tényező közvetlenül érinti az időtartam Lora csomagot. Az alábbiakban bemutatjuk, hogyan elosztási tényező befolyásolja a vevőkészülék érzékenysége és a csomag időtartama rögzített frekvenciasáv 250 kHz.

2.4. frekvenciasáv és a csipsebességé
Az egyik fő tervezési kompromisszumokat kell menni kiválasztásával elosztási tényező - a választás közötti arány a csomag hosszát és az elfoglalt frekvenciasáv. Mivel egy bit képviseli néhány zsetont, szükséges vagy bővíteni a sávszélesség átadásával a chipek nagyobb ütemben, mint az eredeti adatokat, vagy változatlanul hagyja a szalagot, de több időt tölteni adatot átvinni.
Chip adatsebesség modulálásával Lora, kifejezve chip per másodperc (chip / s), számszerűen egyenlő a jel sávszélessége a Hertz. Például, a szalag Lora jel frekvencia egyenlő 125 kHz, amely megfelel egy chip sebessége 125 kchip / s.
Formula (1) azt mutatja, hogy az expanziós sávszélesség BW bevezetésére járulékos zaj a csatorna csökkenti a vevő érzékenységét. Ez azt jelenti, hogy egy adott tágulási együtthatója a spektrum tervezhet, vagy válasszon egy keskeny sávszélesség maximalizálása érzékenységét és költségét növeli a hossza a csomagot, vagy hogy szélesítse a zenekar, és hogy felgyorsítsa átviteli feláldozása érzékenységét.
Például, hogy az esélyt SX1272 modem szoftver beállítási értékeit három frekvenciasávon - 500, 250 vagy 125 kHz (lásd alább).. (Y modem SX1276 frekvenciasáv állítható tartományban 7,8 és 500 kHz-).

Befolyásolja a frekvenciasávok a végső hossza a csomag, és a vevő érzékenysége egy rögzített elosztási tényezőt az alábbiakban mutatjuk be a 10. táblázatban a csomag 10 bájtnyi hasznos adatot:

Az alapvető paramétereket - frekvenciasáv és elosztási tényező, - lehetséges, hogy gyorsan értékelje a hasznosságát Lora moduláció esetében. Ha arra a következtetésre megvalósíthatóságának pozitív, akkor további célja, hogy optimalizálja a termék teljesítményét figyelembe kell venni számos más tervezési paraméterek.

3. TOVÁBBI strukturális paraméterek modulációs RÁDIÓ Lora
Amellett, hogy az elosztási tényező és a sávszélesség, vannak más tervezési paraméterek, hogy a tervező figyelembe kell vennie, amikor végrehajtó kommunikációs csatorna Lora modulációt. Ezek különösen fontosak a tervezési optimalizálása paramétereket, mint például a zaj immunitást és az átviteli időtartama.

3.1. Előre hibajavítás
A Lora-modem használ típusú előremutató hibajavítás, amely lehetővé teszi, hogy visszaszerezze az adatbitek torz interferencia miatt. Megköveteli, hogy egy kis redundancia kapcsolódó kiegészítő adatok kódolt átvitt csomag. A következő Görbesereg mutat növekedést ellenállás hibák jelenlétében termikus zaj csak függően a kiválasztott kód arány.

De az igazi nyereség a határidős hibajavítás lehet beszerezni körülmények impulzus zaj. Ha a kommunikációs csatorna várhatóan zavaró ez a fajta, célszerű megvizsgálni a határidős hibajavítás.
Az alábbi táblázat azt mutatja, hogy a kódsebesség befolyásolja a növekedési csomag időtartama rögzített frekvenciája 250 kHz és a sávban elosztási tényezőt egyenlő 10.

3.2. hardveres megvalósítás
Circuit rádiófrekvenciás vevő útvonal is érinti a vevőkészülék érzékenysége, és a cím mód - tart a csomagot. Hatása a fejléc üzemmód 4. pontban.
Modemek SX1272, SX1273, SX1276, SX1277 és SX1278 biztosít két kapcsolási áramkörök rádiófrekvenciás utat, amely az alábbiakban mutatjuk be. Optimális érzékenység (csökkentésével zajtényezőt NF a (2) képlet lehet elérni elválasztó továbbítását és fogadását utak, a különálló antennák vagy egy antenna és egy rádiófrekvenciás kapcsolót.

3.3. optimalizálási mód alacsony sebességű adat és fejléc üzemmód
Az utolsó két tényező, amely befolyásolja az időtartamot a csomag - a modem módban beállított paraméterek csomagkapcsolt átvitel. Ahhoz, hogy megértsük a hatása, meg kell vizsgálni a méret Lora csomagot.

4. FORMAT ÉS IDŐTARTAMA CSOMAG Lora
A fentiekből következik, hogy hatékonyan megfeleljenek kialakítási jogszabályi és szabályozási rendszerek műszaki karakter csomag hosszát és a vevőkészülék érzékenysége legyen képes kiszámítani a hossza a csomagot a modem konfigurációt. Megfelelő pontos képlete az alábbiakban mutatjuk be.
Időtartamának kiszámításánál a csomag kényelmes, hogy meghatározza a paraméter „szimbólum időtartama» (Tsym). Ez az idő, amit átad 2 SF chipek egy adott chip sebessége. Emlékeztetve arra, hogy a chip sebessége meghatározott sávszélesség, van:

Amint azt az alábbi ábrán, a csomag több elemből áll.

Gyakori, hogy az összes konfiguráció a modem az előtag szimbólumok sorozatát, amelyek időtartama határozza meg a következő képlet:

Itt Npreamle - ez a program egy előre meghatározott számú előtag szimbólumok. A karakterek száma teszik ki a hasznos teher és az a csomag fejlécében van megadva a következő képlettel:

Formula paraméterek:
• PL - a bájtok számát a hasznos adatok.
• SF - elosztási tényező.
• H = 0, amikor az átviteli a fejléc tartalmazza, és a H = 1, ha a fejléc hiányzik.
• DE = 1, ha az optimalizálást alacsony bitrátájú engedélyezett és DE = 0, ha le van tiltva.
• CR - kódsebesség (1-től 4).
Ebből következik, hogy ha azt akarjuk, hogy csökkentse a hossza a csomagot, és a hossza a karakterek előre ismert, lehetséges, hogy távolítsa el a címet. Az időtartam a hasznos adatok átvitelére, ebben az esetben egyenlő a szimbólum hosszúságú, szorozva a szimbólumok számát a hasznos adatok:

csomag időtartama összegével egyenlő továbbításának a preambulum időtartamára és a hasznos teher:

Látható, hogy a hossza Lora csomag jelentős lehet egy szűk sávban módban.
Hogy elkerüljük a problémákat, amelyek a kristály oszcillátor referencia frekvencia eltolódás miatt a hőmérséklet-ingadozások vagy mozgását a optimalizáló készülék a bitet használunk alacsony adatsebesség. Különösen, ha a frekvenciasáv 125 kHz és elosztási tényező SF = 11 és 12, akkor nem sok redundancia növelése érdekében az ellenállást ingadozások a referencia frekvencia átviteli időintervallum Lora csomagot.

5. A teljesítmény CALCULATOR Lora-modem
Egyszerűsítése érdekében elfogadása tervezési döntések kapcsolódó Lora-modem hozta létre olyan program, amely lehetővé teszi, hogy gyorsan értékelje a teljesítmény-paraméterek Lora modem, valamint a kapott csomag időtartama és vevő érzékenységét. Ez az eszköz lehet letölteni www.semtech.com oldalon.
Az alábbi ábrán a fő ablakban van egy számológép működik Lora modem beállításait. Itt azt látjuk, hogy az összes fenti tervezési paraméterek módosíthatók kiszámításával kapott csomag időtartama és a vevőkészülék érzékenysége anélkül, hogy manuálisan számítani a paramétereket a megadott képletek kézikönyv és a műszaki jellemzőit a modemet.
A kényelem kedvéért a szám viseli a numerikus címkék - számok fejezetei az útmutató, ahol az említett paraméterek tárgyaljuk. További információt a többi beállítást, lásd. Az előírásokat a modemet.

Kézhezvételét követően a mintákat, a technikai támogatást és termékek beszerzése, lépjen kapcsolatba egy hivatalos forgalmazója SEMTECH Corporation Oroszország - QUEST Company.