
文章插圖
LoRa 的擴頻技術LoRa 是一種基于擴頻的調制方式,通過擴頻把信號擴展到帶寬較寬的噪聲中,獲得擴頻增益 。
擴頻概念及原理 擴頻通信(SSC),即擴展頻譜通信技術(SpreadSpectrumCommunication),它的基本特點是其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身的帶寬 。增加信號帶寬可以降低對信噪比的要求,當帶寬增加到一定程度,允許信噪比進一步降低 。擴頻通信就是用寬帶傳輸技術來換取信噪比上的好處,這就是擴頻通信的基本思想和理論依據(jù) 。
擴頻技術即是將信息信號的帶寬擴展很多倍進行通信的技術 。傳輸信號帶寬遠大于信息信號的帶寬 。例如,傳輸一個64Kbps 的數(shù)據(jù)流,其基帶帶寬只有64KHz 左右,但用擴頻技術傳送時,它所占據(jù)的信道帶寬可以被擴展到5MHz,10MHz,甚至更大 。與此同時,發(fā)射到空間的無線電功率譜(單位帶寬內(nèi)具有的功率),也將大大的降低 。
常規(guī)的數(shù)字數(shù)據(jù)通信原理是使用與數(shù)據(jù)速率相適應的盡可能小的帶寬 。這是因為帶寬數(shù)是有限的,而且有很多的用戶要分享 。擴頻通信的原理是盡可能使用最大帶寬數(shù),同樣的能量在一個大的帶寬上傳播 。這里擴頻帶寬的很小部分與常規(guī)無線信號相干擾,但常規(guī)無線信號不影響擴頻信號,這是因為兩者相比常規(guī)信號帶寬很窄 。
擴頻通信,即擴展頻譜通信技術(Spread Spectrum Communication),它的基本特點是其傳輸信息所用信號的帶寬遠大于信息本身的帶寬 。除此以外,擴頻通信還具有如下特征:
是一種數(shù)字傳輸方式; 帶寬的展寬是利用與被傳信息無關的函數(shù)(擴頻函數(shù))對被傳信息進行調制實現(xiàn)的; 在接收端使用相同的擴頻函數(shù)對擴頻信號進行相關解調,還原出被傳信息 。根據(jù)香農(nóng)(C.E.Shannon)在信息論研究中總結出的信道容量公式,即香農(nóng)公式: C = W×Log2(1+S/N) 式中:C–信息的傳輸速率S–有用信號功率W–頻帶寬度N–噪聲功率由式中可以看出: 為了提高信息的傳輸速率 C,可以從兩種途徑實現(xiàn),即加大帶寬W 或提高信噪比S/N 。換句話說,當信號的傳輸速率C 一定時,信號帶寬W 和信噪比S/N 是可以互換的,即增加信號帶寬可以降低對信噪比的要求,當帶寬增加到一定程度,允許信噪比進一步降低,有用信號功率接近噪聲功率甚至淹沒在噪聲之下也是可能的 。擴頻通信就是用寬帶傳輸技術來換取信噪比上的好處,這就是擴頻通信的基本思想和理論依據(jù) 。擴頻通信系統(tǒng)由于在發(fā)送端擴展了信號頻譜,在接收端解擴還原了信息,這樣的系統(tǒng)帶來的好處是大大提高了抗干擾容限 。理論分析表明,各種擴頻系統(tǒng)的抗干擾性能與信息頻譜擴展后的擴頻信號帶寬比例有關 。一般把擴頻信號帶寬W 與信息帶寬△F 之比稱為處理增益GP,即:
它表明了擴頻系統(tǒng)信噪比改善的程度 。除此之外,擴頻系統(tǒng)的其他一些性能也大都與GP 有關 。因此,處理增益是擴頻系統(tǒng)的一個重要性能指標 。系統(tǒng)的抗干擾容限 MJ 定義如下:
式中:(S/N) 。= 輸出端的信噪比,LS = 系統(tǒng)損耗
由此可見,抗干擾容限MJ 與擴頻處理增益GP 成正比,擴頻處理增益提高后,抗干擾容限大大提高,甚至信號在一定的噪聲湮沒下也能正常通信 。通常的擴頻設備總是將用戶信息(待傳輸信息)的帶寬擴展到數(shù)十倍、上百倍甚至千倍,以盡可能地提高處理增益 。
頻譜的擴展是用數(shù)字化方式實現(xiàn)的 。在一個二進制碼位的時段內(nèi)用一組新的多位長的碼型予以置換,新碼型的碼速率遠遠高出原碼的碼速率,由傅立葉分析可知新碼型的帶寬遠遠高出原碼的帶寬,從而將信號的帶寬進行了擴展 。這些新的碼型也叫偽隨機(PN)碼,碼位越長系統(tǒng)性能越高 。通常,商用擴頻系統(tǒng)PN 碼碼長應不低于12 位,一般取32 位,軍用系統(tǒng)可達千位 。
以上關于本文的內(nèi)容,僅作參考!溫馨提示:如遇健康、疾病相關的問題,請您及時就醫(yī)或請專業(yè)人士給予相關指導!
「愛刨根生活網(wǎng)」www.malaban59.cn小編還為您精選了以下內(nèi)容,希望對您有所幫助:- 朝花夕拾瑣記主要內(nèi)容 朝花夕拾瑣記的主要內(nèi)容
- 木偶奇遇記的主要內(nèi)容 木偶奇遇記主要內(nèi)容
- 簡述新員工是事故的多發(fā)群體主要原因
- 解析ppt常見的2種比例 ppt標準尺寸縱橫比
- 《為有暗香來》改編自哪部小說 主要劇情簡介
- 突發(fā)公共事件主要分為幾類
- 有關單片機選型注意事項 單片機選型主要考慮哪些因素
- 專家簡評電商發(fā)展前景 移動電商發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在哪些方面
- 解析固態(tài)硬盤基礎知識 固態(tài)硬盤種類與優(yōu)缺點
- 發(fā)生火災時正確的安全疏散主要有三個方向
