電磁波的主要傳播方式 lora傳輸時間計(jì)算

電磁波主要傳播為地波，天波，視線傳播三種：

地波： 頻率較低（約2MHz以下）趨于沿彎曲的地球表面?zhèn)鞑?，有一定的繞射能力。

天波（2Mhz~30Mhz）：該頻率能被電離層反射，我們可以利用電離層反射的傳播為天波。

視線傳播（30Mhz以上）：該頻率電磁波不能被反射，而且沿地面繞射的能力也小，所以只能類似光波一樣視線傳播。（這也是為什么為什么頻率越高穿透能力越強(qiáng)的原因，因?yàn)椴荒芾@射，只能穿透，但是穿透會造成大量能力損失，所以也就是為什么頻率越高，相對傳輸距離越近）也可以從自由空間損耗公式：Ls=20Lgf（MHz）+20Lgd（Km）+32.4看出，d：為距離，在距離不變的情況，f（頻率）越高，Ls（損耗）越大。

為什么調(diào)制：

1：為獲得較高輻射效率，天線尺寸必須與波長比擬，常為λ/4，又由于c=λf，

f為頻率，基本上基帶信號都在較低頻率段，若不調(diào)制，則需要很長的天線，這無法實(shí)現(xiàn)

2：把多個基帶信道分別搬移到不同的載頻處，實(shí)現(xiàn)信道多路復(fù)用，提高信道利用率

3：擴(kuò)展信號帶寬，提高系統(tǒng)抗干擾能力，實(shí)現(xiàn)傳輸帶寬與信噪比互換。

編碼率CR：

數(shù)據(jù)流中有用部分的比例。

設(shè)編碼序列的信息碼元數(shù)為k，總碼元數(shù)為n，則比值k/n就是碼率，而監(jiān)督碼元數(shù)（n-k）和信息碼元數(shù)k之比（n-k）/k為冗余度;

編碼目的：

以降低信息傳輸速率為代價提取高傳輸可靠性。

帶寬BW：

單位時間能通過鏈路的數(shù)據(jù)量。通常以bps來表示，即每秒可傳輸之位數(shù)。

理解：帶寬相當(dāng)于公路，公路越大，能同時跑的車輛越多，單位時間數(shù)據(jù)量越多，所以BW越大，速度越快。（但是會犧牲接收靈敏度）

碼元傳輸速率：

單位時間傳送碼元的數(shù)目，當(dāng)碼元數(shù)為1時，則又稱為比特率。

理解：在馬路（帶寬）上開車（碼元），但是車上可以載多個人。只有一個車載一個人的時候才為比特率，無線模塊的Rs都為比特率。

擴(kuò)頻因子SF：

擴(kuò)頻LoRa?調(diào)制是通過多個信息芯片表示每個比特的有效載荷信息來實(shí)現(xiàn)的。傳播信息的發(fā)送速率稱為符號速率（Rs），符號速率和芯片速率之間的比率是傳播因子，表示每比特信息發(fā)送的符號數(shù)。

理解：簡單來說，以前的每一個數(shù)據(jù)bit都要與擴(kuò)頻因子相乘，

好處：因?yàn)槭钦坏?，所以不同擴(kuò)頻可以在相同信道而不受干擾。

2、示例

以下都以SF:7 BW:125k CR:4/5為例

Rs符號速率：Rs = BW/（2^SF）SF：擴(kuò)頻因子BW：帶寬則Ts = （2^7）/BW=1.024kbps

空中速率：Dr = SF*BW/（2^SF）*CRSF：擴(kuò)頻因子BW：帶寬CR：編碼率Dr=7*125/（2^7）*4/5=5.46875≈5.47kbps

LowDataRateOptimze：

即低速率下數(shù)據(jù)持續(xù)時間太久，為了魯棒性，所以需要開啟低速率優(yōu)化。

前導(dǎo)碼持續(xù)時間：Tpreamble = （npreamble + 4.25）TsymTsym ： 1/Rsnpreamble ：設(shè)置的前導(dǎo)碼長度如：npreamble設(shè)置為12 則Tpreamble = （12+4.25）* Ts =16.25*1.024=16.64ms

負(fù)載持續(xù)時間：Tpayload = npayload * Tsnpayload = 8 + （ max（ceil［］（CR+4） ， 0 ）PL：負(fù)載長度，即發(fā)送數(shù)據(jù)長度SF：擴(kuò)頻因子IH：當(dāng)使能header為0，沒體現(xiàn)header為1DE： 當(dāng)啟用LowDataRateOptimze為1CR：芯片設(shè)置的編碼率CRC：開啟CRC功能為1設(shè)： npayload = 8，header使能，CRC開啟， LowDataRateOptimze未啟用，則npayload = 8 + （ max（ceil［］（1+4） ， 0 ）= 8 + 3*5 = 23Tpayload = 23*1.024= 23.552ms

總時間：總持續(xù)時間為負(fù)載持續(xù)時間 + 前導(dǎo)碼持續(xù)時間T = Tpayload + Tpreamble= 16.64 + 23.552 = 40.192ms