通过调整参数（SF，CR，BW）来优化LoRA调制解调|lora扩频因子

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很多刚刚开始接触LoRa的朋友可能会对这个几个名词比较陌生，尤其是翻来覆去的看了N遍芯片手册还是迷迷糊糊。其实在实际应用中对这三个参数进行调整，性能会得到很大提高。今天就在这里给大家详细解释一下，方便大家能够更加深入的来认识LoRa。

1、扩频因子（SF）

LoRa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），而码片速率与标称的Rs比值即为扩频因子（SF，SpreadingFactor），表示了每个信息位发送的符号数量。LoRa扩频因子取值范围从6到12：

LoRa扩频因子取值范围

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，还必须获知接受机输入端的信噪比。。在负信噪比条件下信号也能正常接收，这改善了LoRa接受机的林敏度，链路预算及覆盖范围。

通俗的说 扩频时你的数据每一位都和扩频因子相乘，例如有一个1 bit需要传送，当扩频因子为1时，传输的时候数据1就用一个1来表示，扩频因子为6时（有6位）111111，这111111就来表示1，这样乘出来每一位都由一个6位的数据来表示，也就是说需要传输总的数据量增大了6倍。

这样扩频后传输可以降低误码率也就是信噪比，但是在同样数据量条件下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（比特率）就越小。

Lora扩频因子的使用：

当扩频因子SF为6时，LoRa的数据传输速率最快，因此这一扩频因子仅在特定情况下使用。使用时需要配置LoRa芯片SX127x：

（1）在RegModemConfig2，将SpreadingFactor设为6将报头设置为隐式模式。

（2）在寄存器地址（0x31）的2至0位写入0b101。

（3）在寄存器地址（0x37）写入0x0C。

2、编码率（CR）

编码率，是数据流中有用部分的比例。

编码率（或信息率）是数据流中有用部分（非冗余）的比例。也就是说，如果编码率是k/n，则对每k位有用信息，编码器总共产生n位的数据，其中n-k是多余的。

LoRa采用循环纠错编码进行前向错误检测与纠错。。使用该方式会产生传输开销。。

每次传输产生的数据开销如下：

SX1278支持的编码率

在存在干扰的情况下，前向纠错能有效提高链路的可靠性。由此，编码率（抗干扰性能）可以随着信道条件的变化而变化，可以选择在报头加入编码率以便接收端能够解析。。。

3、信号带宽（BW）

信道带宽（BW）是限定允许通过该信道的信号下限频率和上限频率，可以理解为一个频率通带。比如一个信道允许的通带为1.5kHz至15kHz，则其带宽为13.5kHz

在LoRa中，增加BW，可以提高有效数据速率以缩短传输时间，但是 以牺牲部分接受灵敏度为代价。对于LoRa芯片SX127x，LoRa带宽为双边带宽（全信道带宽），而FSK调制方式的BW是指单边带宽。

LoRa带宽选项：

LoRa带宽选项

注意：较低频段（169MHz）不支持250K和500KHz的BW

4、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

5、LoRa信号带宽、扩频因子和编码率的设定

LoRaWAN主要使用了125kHz信号带宽设置，但其他专用协议可以利用其他的信号带宽（BW）设置。改变BW、SF和CR也就改变了链路预算和传输时间，需要在电池寿命和距离上做个权衡。

6、空中速率

所谓空中速率表示LoRa/FSK 无线（在空气中的）通讯速率，也叫空中波特率，单位bps，

空中速率高，则数据传输速度快，传输相同数据的时间延迟小，但传输距离会变短。

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