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载波和LoRa

 袁先森lemon 2019-12-02

最近lora这个很火,火的原因是因为国家出了一个政策,这个政策呢,有很多人解读了,我身边也有好几个朋友做这方面的,然后我今天找他们聊了下,得到的结果是,这个政策肯定是或多或少对现在的行情和市场有一定的影响,想起16年的时候,他们也因为有某些原因丢掉了很多订单,现在出现这个政策,对刚刚好转的情况,有增加了一些压力。

但是没关系,「存在即合理」,我相信他们能度过这次难关,有这方面需要的朋友也可以找我联系下,也不存在说什么生意只说,纯粹是让大家双方方便,你刚好需要,而他们又刚好专业,仅此而已。

我这篇文章想说的是载波,和调制解调的原理,我们整天说这个波,那个波,这个频段那个频段,这些都是什么东西呢?

信号怎么发送出去呢?

信号发送就需要载体,就好像你开车,就需要有一条马路,任何信号都可以理解成是一种波,比如是音频,比如是视频,都是一种波,也可以理解成很多0和很多个1组成的数据,数据一般都是低频信号。

但是这些数据需要一个载体发送出去,如果说硬件的载体,我们可以理解为天线,通信领域就是基站,软件的载体我们就叫载波,数据几乎都是低频信号,低频信号抗干扰能力很弱,所以我们需要一个抗干扰能力强的载体来搬运数据,刚好高频信号具有这样的能力,所以我们说的载波其实就是高频信号,所以我们看到的各种频段,说的也就是高频信号。

调制

低频信号是很容易受到干扰的,传输的距离很短,但是高频的信号稳定性非常好,可以传输的距离很远,所以,我们需要把低频的信号,也就是我们说的数据,糅合到高频信号里面去,形成一个新的信号,这个过程我们就叫做调制。

低频信号就好像我们的可乐,高频信号就好像是我们的可乐瓶子,我们需要把可乐装到瓶子里面后,才可以寄送出去,如果没有瓶子装的可乐,直接寄送出去,几乎是被丢失掉的,因为没有一个载体来保护数据。

通过幅度进行调制

调制的方法之一就是通过幅度进行调制的,高频信号随着低频信号的改变来改变高频信号的幅度,这个过程就叫做调幅,我们看到收音机上的AM就是通过这样的方式,他的波形看起来像这样的。

通过频率调制

跟调幅相对应的就是频率调制,高频信号随着低频信号来改变高频信号的频率,这也是把低频信号耦合进高频信号的一种手段,经过调制后的波形大概是这个样子的。

解调

既然有调制的过程了,那么就有解调的过程,解调就是把低频信号从高频信号里面给提取出来的一个过程,我们的数据经过调制耦合到高频信号里面之后,通过信号发生器,基站传输给接收方,接收方需要通过解调的手段,把数据从载波里面提取出来,毕竟有用的东西是数据,载波只是一个载体,就好像我们把可乐喝完了,就把可乐瓶子给扔掉了。

什么是LoRa

说了载波和信号,那我们再说回来LoRa。

LoRa是semtech公司创建的低功耗局域网无线标准,低功耗一般很难覆盖远距离,远距离一般功耗高,要想马儿不吃草还要跑得远,好像难以办到。LoRa的名字就是远距离无线电(Long Range Radio),它最大特点就是在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远,实现了低功耗和远距离的统一,它在同样的功耗下比传统的无线射频通信距离扩大3-5倍。

这个让我们想起来了BLE,BLE也是低功耗设备,但是BLE的传输距离跟lora相比,就差了点意思了,不过BLE厉害的是,BLE在WIFI上的拓展,他没有使用另外的频段,他在WIFI的2.4G频段内调频使用,就是说,你WIFI忙的时候,你就先用,等你空闲了,我用你的车子运点东西,这也就局限了BLE的小数据传输的特点。

小数据是小数据,但是BLE 5.0 出来后,高清图片也是传输杠杠的,这就是人类在不断挑战极限做出来的可能性。

LoRa的特性

  • 传输距离:城镇可达2-5 Km , 郊区可达15 Km 。
  • 工作频率:ISM 频段 包括433、868、915 MH等
  • 标准:IEEE 802.15.4g。
  • 调制方式:基于扩频技术,线性调制扩频(CSS)的一个变种,具有前向纠错(FEC)能力,semtech公司私有专利技术。
  • 容量:一个LoRa网关可以连接上千上万个LoRa节点。
  • 电池寿命:长达10年。
  • 安全:AES128加密。
  • 传输速率:几百到几十Kbps,速率越低传输距离越长,这很像一个人挑东西,挑的多走不太远,少了可以走远。

国家最近发布的影响LoRa是有什么影响呢?

意见一,LoRa 不会凉凉既然上面说到了载波,那就跟LoRa 有影响了,比如,我们看的闭路电视,用的频率是AMHZ,那么如果LoRa 也使用了同样的频率来传输信息,那么对闭路电视就会有影响,所以国家发布这个,也是为了保护的作用,不要因为开发厂商任意使用载波频率对当地造成影响。

意见二,LoRa 会凉凉LoRa确实凉凉,什么是“任意时刻限单个信道发射”。

「任意时刻限单个信道发射」,是什么意思?就是说,同一时间,要么上行读取数据,要么下行发送控制数据,但是,不能同时接收和发送数据。就是说,只能用于计量仪表数据读取。

lora不是TDD,而是FDD,就是说,只能同时用一个信道,要么上行信道,要么下行信道。不能同时用上行信道抄数据又用下行信道发控制。

也就是说,不能进行控制操作,只能进行抄表操作。

sigfox也一样,上行信道与下行信道不一样,也只能进行计量表计操作,不能进行控制操作。

所以,想在这个信道抄数据的同时,在另外一个信道发控制,是不行的。

不过,既然是计量仪表,只要抄数据就够了。

其实,做lora的人,绝大部分不懂通信。

别人就几个字,任意时刻限单个信道发射,就搞定。真是,字字千金。

这么大的雷不排,这么大的坑不填,现在lora还谈什么过关了。

解读工信部文件分析

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