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LoRa关键参数（扩频因子，编码率，带宽）的设定及解释

<p>针对特定应用，开发人员可通过调制扩频因子、调制带宽、纠错编码率这三个关键设计参数，对LoRa调制解调技术进行优化。</p>

<h3 id="1扩频因子sf">1、扩频因子（SF）</h3>

<p>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。</p>

<p><br />
LoRa扩频因子取值范围：&nbsp;</p>

<p><img alt="LoRa扩频因子取值范围" data-entity-type="file" data-entity-uuid="cfa10758-f1a2-451c-be5b-214a7c2fa8f7" src="/sites/default/files/inline-images/LoRa%E6%89%A9%E9%A2%91%E5%9B%A0%E5%AD%90%E5%8F%96%E5%80%BC%E8%8C%83%E5%9B%B4.JPG" /></p>

<p>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。</p>

<h3 id="理解扩频因子的概念"><a name="t2" target="_blank"></a>理解扩频因子的概念：</h3>

<p>通俗的说&nbsp;<strong>扩频时你的数据每一位都和扩频因子相乘</strong>，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。&nbsp;</p>

<p>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。</p>

<h3 id="lora扩频因子的使用">Lora扩频因子的使用：</h3>

<p>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：</p>

<ul>
<li>在RegModemConfig2，将SpreadingFactor设为6</li>
<li>将报头设置为隐式模式</li>
<li>在寄存器地址（0x31）的2至0位写入0b101</li>
<li>在寄存器地址（0x37）写入0x0C</li>
</ul>

<h2 id="2编码率cr">2、编码率（CR）</h2>

<p>编码率，是数据流中有用部分的比例。&nbsp;</p>

<p>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。&nbsp;</p>

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

<p>每次传输产生的数据开销如下：&nbsp;</p>

<p><img alt="每次传输产生的数据开销" data-entity-type="file" data-entity-uuid="1ed3c83e-b291-45d7-8200-167e4c737b19" src="/sites/default/files/inline-images/%E6%AF%8F%E6%AC%A1%E4%BC%A0%E8%BE%93%E4%BA%A7%E7%94%9F%E7%9A%84%E6%95%B0%E6%8D%AE%E5%BC%80%E9%94%80.png" /></p>

<p>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。</p>

<h2 id="3信号带宽bw">3、信号带宽（BW）</h2>

<p>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<strong>接受灵敏度</strong>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。</p>

<p>LoRa带宽选项：</p>

<p><img alt="LoRa带宽选项" data-entity-type="file" data-entity-uuid="9b443729-cbb0-4b64-b576-7938423d4a71" src="/sites/default/files/inline-images/LoRa%E5%B8%A6%E5%AE%BD%E9%80%89%E9%A1%B9.JPG" /></p>

<p>注意：较低频段（169MHz）不支持250K和500KHz的BW</p>

<h2 id="4lora信号带宽bw符号速率rs和数据速率dr的关系">4、LoRa信号带宽BW、符号速率Rs和数据速率DR的关系</h2>

<p><strong>LoRa符号速率Rs</strong>可以通过以下公式计算：</p>

<p>Rs=BW/(2^SF)</p>

<p>每Hz每秒发送一个码片。。</p>

<p><strong>LoRa数据速率DR</strong>可以通过以下公式计算：</p>

<p>DR= SF*( BW/2^SF)*CR</p>

<h2 id="5lora信号带宽扩频因子和编码率的设定">5、LoRa信号带宽、扩频因子和编码率的设定</h2>

<p>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。</p>

<p>文章来源：<a href="http://blog.csdn.net/howiexue">HowieXue的博客</a></p&gt;