LoRa数据包结构分析及数据传输时间的计算

周一, 30 十月 2017 - 15:40

LoRa有两种数据包格式：显示和隐式

其中显示数据包的报头较短，主要包含字节数、编码率及是否使用CRC等信息。

LoRa数据包包含：

<ul>
<li>Preamble（前导码）</li>
<li>Header（可选类型的报头）</li>
<li>Payload（数据有效负载）</li>
</ul>

如下图：

<h3 id="1preamble">1、Preamble</h3>

前导码用于保持接收机与输入的数据流同步。。作用是提醒接收芯片，即将发送的是有效信号，注意接收，以免丢失有用信号，当前导码发送完毕后，会立即发送有效数据。。

默认Preamble数据size为12个符号长度，长度可以根据实际应用扩展（内部变量）。。例如：在接收密集型应用中，为了缩短接收机占空比，可以缩短前导码长度。。实际发送前导码长度范围为6+4 ~ 65535 +4个符号。。。

LoRa的接收机会定期检测前导码。。因此接收和发射端前导码长度需一致，如果未知，应将接收机的前导码长度设置为最大值。

<h3 id="2header">2、Header</h3>

可以通过操作模式，选择显示/隐式两种Header类型：在RegModemConfig1寄存器上，通过设定ImplicitHeaderModeOn选择。

<h4 id="21-显式报头模式"><a name="t3" target="_blank"></a>2.1 显式报头模式</h4>

LoRa默认都为显式Header模式，在这种模式下，Header会包含Payload的相关信息，包括：

<ul>
<li>Payload长度（byte）</li>
<li>前向纠错编码率</li>
<li>是否使用CRC（16位）</li>
</ul>

Header按照最大纠错码（4/8）发送，另外Header还包含自己的CRC，接收机可以先Check该项以丢弃无效Header数据包。。

<h4 id="22-隐式报头模式"><a name="t4" target="_blank"></a>2.2 隐式报头模式</h4>

在特定情况下，如果Payload长度、编码率以及CRC为固定值或已知，则可以通过隐式Header模式来缩短发送时间。。该情况下，需要手动设置无线链路两端的Payload长度、错误编码率以及CRC。。。

注意：如果扩频因子SF设为6，则只能使用隐式报头模式

<h3 id="3payload">3、Payload</h3>

数据包有效负载Payload是一个长度不固定的字段，实际长度和编码率CR则可以由显式Header模式下的报头制定或者由隐式模式下在寄存器的设置来决定。。另外，还可以选择在Payload中包含CRC。。。Payload是在FIFO中读写。。。

<h3 id="4数据传输时间的计算">4、数据传输时间的计算</h3>

由上一节 <a href="http://murata.eetrend.com/article/2017-10/1000907.html">http://murata.e…; 可以得出Rs，则单个LoRa数据包的符号周期Ts：

Ts=1/Rs

其中，LoRa数据包总传输时间，等于前导码传输时间Tpre+数据包传输时间Tpay。前导码传输时间即为：

Tpre = (Npre+4.25)Tpay

其中，Npre表示已设定的前导码长度，（可以读取RegPreambleMsb和RegPreambleLsb寄存器得到），Payload有效负载的时间Tpay取决于所使用的报头模式。。。

计算Payload符号数的公式如下：

因此，总传输时间实际为：

Tpacket = Tpre + payloadSymNb*Tpay