Interfaz de radio LoRa/LoraWAN. Modulación
LoRa (Long Range) es una tecnología de comunicación inalámbrica diseñada para la transmisión de datos de largo alcance, bajo consumo y fiabilidad . Presenta una alta resistencia a las interferencias, lo que la hace ideal para aplicaciones de IoT, teledetección y redes de área amplia de bajo consumo (LPWAN).
AM - Modulación de amplitud
FM - Modulación de frecuencia
Modulación: La modulación es el proceso de codificar información en una señal portadora variando su frecuencia, amplitud o fase, lo que permite la transmisión de señales útiles a distancia.
La modulación de amplitud (AM) es un tipo de modulación donde la amplitud de la señal portadora varía en proporción a la señal de información mientras que la frecuencia y la fase permanecen constantes.
La modulación de frecuencia (FM) es un tipo de modulación donde la frecuencia de la señal portadora varía en proporción a la señal de información mientras su amplitud permanece constante.
LoRa utiliza una técnica de modulación combinada basada en la modulación de frecuencia lineal (espectro ensanchado por chirp, CSS) . En este método, la frecuencia de la señal aumenta continuamente de baja a alta (o viceversa) dentro de un rango definido.
La modulación LoraWAN se refiere a LFM (modulación de frecuencia lineal) o CSS (espectro ensanchado por chirrido). Tipo de señal portadora (sin modular).
Interfaz de radio Lora/LoraWAN. Modulación
La modulación chirp en LoRa consiste en interrupciones irregulares del ciclo, lo que significa que el ciclo puede detenerse en cualquier momento, en lugar de a intervalos de tiempo iguales. Esta característica introduce un desfase temporal, lo que aumenta la resistencia de las señales LoRa a las interferencias y mejora el reconocimiento de señales incluso en entornos ruidosos.
La modulación LoRaWAN ocurre "rompiendo" el ciclo en uno de los puntos intermedios y comenzando uno nuevo, lo que puede interpretarse como un cambio de tiempo del ciclo.
Interfaz de radio. Factor de expansión
Factor de Ensanchamiento (FE) : Velocidad de cambio de frecuencia en la señal LFM. Cuanto mayor sea el FE, más lento será el cambio de frecuencia.
Cambiar el factor de seguridad (SF) en una unidad significa duplicar el tiempo de ciclo (chirp). Para un factor de seguridad (SF) de 7 y un ancho de banda de 125 kHz, la duración del chirp es de 1,024 milisegundos.
La duración del chirrido afecta el ruido de la señal, mejorando el reconocimiento de la señal en la salida. Permite reconocer señales incluso con menor energía y un nivel RSSI reducido.
Piense en SF como si fuera una «lente con zoom»: un SF más alto hace zoom para alcanzar un mayor alcance, pero envía datos más lentamente.
Mayor factor de expansión = mayor alcance pero datos más lentos.
Codificación de datos
Codificación : agregar información redundante (de control) a los datos de usuario transmitidos para aumentar la probabilidad de recepción exitosa.
El nivel de redundancia está determinado por la relación de velocidad de codificación (CR) , como 4/5 , lo que significa que por cada 5 bits transmitidos, 4 bits son datos útiles y 1 bit es un bit de control (redundante).
El valor de CR determina la tasa de transmisión de información útil. LoraWAN utiliza una tasa de codificación de 4/5 a 4/8.
La velocidad de transmisión de datos en bits por segundo (bps) para un ancho de banda de canal de 125 kHz depende del factor de expansión (SF) y de la tasa de código (CR) .
Muestra de señal LoRa
La interdependencia de la velocidad de datos y la distancia de propagación.
