射频（SX1278）

射频是什么？

官方说法：RF，Radio Frequency。

（不懂的人，看了还是不懂，不过对于物联网行业的开发工程师、产品经理和项目经理，还是有需要对射频有个基础了解的。）

燚智能解读：

两个人，一人喊话，另一人听到，这是“音频传输数据”。

两个人，一人发射无线电，另一人接收无线电，这是“射频传输数据”。

通常大家讲的射频，是广义的射频：通过无线电收发数据。

（无线电就是电磁波）

电磁波数据传输，和声音传输类似

射频在物联网中的应用

物联网=物+联网，要联网就要数据传输。

非接触的数据传输，都是射频的应用场景。几乎所有的物联网产品，都会有射频传输的部分。

1厘米的RFID、10米的蓝牙、100米的WIFI、远距离的2G4G和NB-IOT，都是通过射频传输数据的方式。

不同的传输方式，相当于不同的语言，有的人说中文，有的人说英语，有的人说法语。

基本概念：发射功率

官方概念：电磁波的能量，单位是W，dBm。

燚智能解读：发射功率，就是你喊话的时候，嗓门有多大。嗓门大了声音传的就远，嗓门小声音传的就近。

同样的道理，发射功率小的射频传输方式距离近，如蓝牙0dBm（1毫瓦）传输距离也就十来米。而2G的发射功率30dBm（2瓦），传输距离可达30km以上。

基本概念：接收灵敏度

官方概念：接收机能够识别到的、最低的电磁波能量。单位也是dBm。

燚智能解读：接收灵敏度，就是你的耳朵能听到的最小的声音。有的人耳朵灵敏一些，有的人耳朵背一些。耳朵灵敏度高的，能够听到很远的声音。

例如，蓝牙接收灵敏度在-90dBm左右，2G接收灵敏度在-108dBm左右，NB-IOT的接收灵敏度在-130dBm左右，GPS的接收灵敏度在-150dBm左右。（负的越多，信号强度就越低，灵敏度也就越高，传输距离也就越远）

之所以接收灵敏度不用“瓦”这个功率概念，是因为实在太小了，例如蓝牙的-90dBm约合0.000000001毫瓦，GPS的-150dBm，只有10的负15次方毫瓦。

基本概念：干扰信号（噪声）

官方概念：EMI/RFI

燚智能解读：大马路上讲话，声音要很大；夜深人静的时候才能讲悄悄话。外部带来的声音，会影响两人之间的交谈，外部带来的射频信号，也会影响到射频接收。

应对干扰信号，可以增大发射功率，就像在马路边上可以把说话声音提高一些。

可以提高接收灵敏度，耳朵灵敏的人，在大马路边上讲话更容易听清楚。

也可以增加屏蔽措施，把说话的人和收听的人都罩起来，就听不到外面的噪音了。例如射频屏蔽框、同轴线缆等。

还可以把说话的语速降低一些，说慢点，直到听清楚了为止，这就是NB-IOT灵敏度高的原因之一。

其他：

如频率、相位、滤波、编码方式、调制方式、调制解调等概念，后续我们会逐步来讲。

上述比喻仅为通俗理解方式，实际应用中还有很多其他因素。

以上内容转载自：http://www.360doc.com/userhome/45654100#

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：

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。

理解扩频因子的概念：

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：

在RegModemConfig2，将SpreadingFactor设为6

将报头设置为隐式模式

在寄存器地址（0x31）的2至0位写入0b101

在寄存器地址（0x37）写入0x0C

编码率：CR

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：

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。

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（15-1.5）

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：

注意：较低频段（169MHz）不支持250K和500KHz的BW

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

信号强度：RSSI

RSSI（接收信号强度）Received Signal Strength Indicator：Rss=10logP，只需将接受到的信号功率P代入就是接收信号强度。

[例1] 如果发射功率P为1mw，折算为dBm后为0dBm。
[例2] 对于40W的功率，按dBm单位进行折算后的值应为：
10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

接收的信号测量的dbm值都是负数：

无线信号dbm都是负数，最大是0。因此测量出来的dbm值肯定都是负数。因为dbm值只在一种情况下为0，那就是在理想状态下经过实验测量的结果，一般我们认为dbm为0是其最大值，意味着接收方把发射方发射的所有无线信号都接收到了，即无线路由器发射多少功率，接收的无线网卡就获得多少功率。当然这是在理想状态下测量的，在实际中即使将无线网卡挨着无线路由器的发射天线也不会达到dbm为0的效果。所以说测量出来的dbm值都是负数，不要盲目的认为负数就是信号不好。

从dbm看接收功率：

一、dbm值最大是0，而且是理想状态。那么越接近理想状态下的dbm值，越说明无线路由器发射的功率都被无线网卡接收到了。因此dbm值应该越大越好，-50dbm说明接收到的无线信号要好于-70dbm。

二、经过实验表明在XP系统无线信号扫描组件中显示为“非常好”状态时是可以满足网络传输要求的，速度和稳定性都没有任何问题，而这个“非常好”状态对应的dbm值为0到-50dbm。因此我们只需要保证企业内部无线网各个地方的dbm值不大于-50dbm即可，这样建立的无线网就是一个高速稳定的网络。我们对于无线网络投入的性价比才会最高。

三、无线路由器发射功率一般都是100mw，还有更高的。那么为什么我们接收到的功率却如此之小呢？是因为传输过程中受到干扰比较大呢？下面我们拿接收到的信号为-50dbm即0.01μW为例进行介绍，如果无线路由器发射功率为100mw，而接收到的仅仅为0.01μW，两者差别为10000000倍。实际上这个是正常的传输，就好象太阳发出的能量只有一亿分之一被地球接收到一样。接收功率肯定要远远小于发射功率。所以网络管理员在测量时比需担心，只要你的信号强度大于-50dbm就可以没有任何问题的无线传输数据，再退一步即使到了-70dbm也可以保证无线速度为54M进行传输。

无线信道

无线信道是对无线通信中发送端和接收端之间通路的一种形象比喻，对于无线电波而言，它从发送端传送到接收端，其间并没有一个有形的连接，它的传播路径也有可能不只一条，我们为了形象地描述发送端与接收端之间的工作，可以想象两者之间有一个看不见的道路衔接，把这条衔接通路称为信道。