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UWB系列
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物聯(lián)網(wǎng)無線技術-LORA

  • 產(chǎn)品概述
  • 產(chǎn)品特點
  • 技術參數(shù)
  • 資料下載

影響無線通信距離因素image.png

自身因素:

○ 接收靈敏度

○ 發(fā)射功率

○ 發(fā)射天線增益

○ 接收天線增益


環(huán)境因素:

○ 障礙物

○ 發(fā)射與接收天線高度

○ 電磁干擾

○ 天氣影響

○ 移動情況


物聯(lián)網(wǎng)無線技術image.png

A:接收靈敏度

接收機能夠識別到的、低的電磁波能量

。單位也是dBm

靈敏度越高

,傳輸距離也越遠

每增加3dB

,接收靈敏度提高一倍


之所以接收靈敏度不用“瓦”這個功率概念

,是因為實在太小了,例如藍牙的-90dBm約合0.000000001毫瓦
,GPS的-150dBm,只有10的負15次方毫瓦

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  • UWB(-96dBm)

  • BLE(-90dBm)

  • WiFi/11g(-85dBm)

  • LTE(-110dBm)

  • NB-IoT(-130dBm)

  • LoRa-142dBm

  • GPS(-150dBm

LORA的理想環(huán)境距離50KM,接收靈敏度高是LORA的優(yōu)勢


B:天線

在無線系統(tǒng)中,天線被用來把電流波轉換成電磁波

,在轉換過程當中還能夠對發(fā)射和接收的信號進行“放大”
,這種能量放大的度量成為 “增益(Gain)”
。天線增益的度量單位為“ dBi ”
。 


因為無線系統(tǒng)中的電磁波能量是由發(fā)射設備的發(fā)射能量和天線的放大疊加做用產(chǎn)生

,所以度量發(fā)射能量同一度量-增益( dB )
,例如
,發(fā)射設備的功率為 100mW ,或 20dBm ;天線的增益為 10dBi
,則: 
             發(fā)射總能量=發(fā)射功率( dBm )+天線增益( dBi ) 
                         = 20dBm + 10dBi 
                         = 30dBm 
或者:              = 1000mW
                         = 1W 


在“小功率”系統(tǒng)中(例如無線局域網(wǎng)絡設備)每一個 dB 都很是重要

,特別要記住“ 3 dB 法則”
。 
            每增長或下降 3 dB
,意味著增長一倍或下降一半的功率:
                       -3 dB = 1/2 功率
                       -6 dB = 1/4 功率
                       +3 dB = 2x 功率
                       +6 dB = 4x 功率


天線并沒有增加信號的能量

,只是更改了信號的覆蓋
。天線的方向圖可以展示信號的能量分布

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C:發(fā)射功率

dBm = 10 x log[ 功率 mW] 



EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)

有效全向輻射功率EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)其計算公式為

EIRP = P – Loss + G

 P:射頻的發(fā)射功率

,是天線的輸入功率
,每路射頻的發(fā)射功率之和,即組合功率
,單位dBm
。例如一臺3*3 MIMO的AP,有3路射頻
,假設單路射頻的發(fā)射功率是20dBm(100mW),放大3倍約為5dB
,則組合功率是20 + 5 = 25dBm(300mW)

Loss:連接天線的轉接頭和饋線等線路損耗

,單位dB。

G:天線增益

,單位dBi或dBd。具體概念可參見天線增益


例如組合功率是25dBm

,線路損耗是1dB
,天線增益是3dBi,

則EIRP = 25 – 1 + 3 = 27dBm


中國對于EIRP的限制

2.4GHz頻段(天線增益<10dBi時:≤100mW或≤20dBm

,一般是家用路由器和室內(nèi)AP;天線增益≥10dBi時:≤500mW或≤27dBm
,一般是室外AP)

5.2Ghz頻段(36~64信道)≤200mW或23dBm

5.8Ghz頻段(149~165信道):≤2000+mW或33dBm


LoRa支持+20dBm -100mW電壓變化時恒定的射頻功率輸出。


LORA通訊

LoRa作為一種低功率

、長距離、經(jīng)濟實惠
、簡單高效的無線數(shù)字通信技術被人所熟知
,被廣泛用于全球智能抄表應用和軍事空間通信領域
。是LPWAN通信技術中極具代表性技術
,LoRa主要在全球免費頻段運行,包括433
、868
、915MHz等。

LoRa技術本身擁有超高的接收靈敏度和超強的信噪比。LoRa融合了數(shù)字擴頻

、數(shù)字信號處理和前向糾錯編碼技術。


1、遠距離:

由于LoRa采用了擴頻技術

,且敏度更接近香農(nóng)極限定理
,降低了信噪比要求,傳播距離更長
,即使是50Km也沒有問題。

通常來說20dBm(100mW)的在低空速下距離可達4~6KM

,功率再大些的30dBm(1W)空曠下可達8~10KM

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2

、抗干擾能力:

在所有的物聯(lián)網(wǎng)通信技術中

,LoRa技術可在噪聲下20dB解調(diào),而其它的物聯(lián)網(wǎng)通信技術必須高于噪聲一定強度才能實現(xiàn)解調(diào)

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3

、低功耗:

LoRaWan在睡眠狀態(tài)電流甚至低于1μA

,發(fā)射17dBm信號時電流僅為45mA,接受信號時電流僅為5mA

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4:LORA數(shù)據(jù)通訊

● 在LoRa模式中大數(shù)據(jù)包長度是255個字節(jié)。

● 傳輸速率:幾百到幾十Kbps

,速率越低傳輸距離越長

● 支持128個信道

,接收和發(fā)送可選擇不同信道

● LORA(私有

、節(jié)點數(shù)有限
,節(jié)點帶寬大)和LORAWAN(相對標準
、節(jié)點是大,節(jié)點帶寬?div id="4qifd00" class="flower right">
。﹥煞N通訊架構,適用不同的應用場景

● LORA中繼是軟件通訊技術解決更長距離LORA信號覆蓋

● 硬性設備形態(tài):LORA節(jié)點、LORA網(wǎng)關或LORAWAN網(wǎng)關

、LORA中繼)

UWB+LORA(基站方式)

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UWB+LORA(信標方式)

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○ UWB采用5頻道

,6.2-6.7GHz

○ LORA頻段:410-570Mhz

○ UWB信標:38AH電池

,3-5年

○ UWB+LORA胸卡:一個月以上

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