---

Môže byť celkom užitočné vedieť, ako parametre LoRa ovplyvňujú rýchlosť prenosu dát a dosah, napríklad pri konfigurácii vášho RNode. V tomto príspevku sa budem venovať základným pojmom potrebným na pochopenie rôznych parametrov LoRa a ich vplyvu na dosah a rýchlosť prenosu dát.

Ak chcete len vedieť, aká bude vaša prenosová rýchlosť pri určitom súbore parametrov, môžete použiť nasledujúcu kalkulačku na zadanie parametrov a pozrieť si výslednú prenosovú rýchlosť. Ak chcete pochopiť, ako a prečo parametre ovplyvňujú moduláciu si vysvetlíme ďalej v článku.

Pri nastavovaní vysielača LoRa musíte vedieť nielen to, na akej frekvencii má vysielať a aký má byť jeho výstupný výkon, ale aj tri ďalšie parametre, ktoré zásadne zmenia spôsob fungovania vysielača. Tieto parametre sú:

• Šírka pásma
• Faktor šírenia
• Pomer kódovania

LoRa je veľmi flexibilná modulačná schéma, ktorá dokáže zabezpečiť relatívne rýchly prenos dát až do 253 kbit/s. Naopak, parametre možno nakonfigurovať tak, že výsledkom bude veľmi nízka rýchlosť prenosu dát, až na úrovni 11 bitov za sekundu. To bude mať zasa za následok veľký nárast spracovania pre prijímač, a teda oveľa väčší dosah prenosu.

Ďalej s pozrieme na to, ako jednotlivé parametre ovplyvňujú rýchlosť prenosu údajov, a nebudem sa zaoberať konkrétnymi výpočtami zisku spracovania pre rôzne konfigurácie LoRa. Spravidla môžete očakávať, že dosah sa bude zvyšovať so znižovaním rýchlosti prenosu údajov.

Moduláciu LoRa je možné nakonfigurovať tak, aby využívala rôzne šírky pásma rádiových frekvencií. Najčastejšie modulačná schéma zaberá viac alebo menej stanovenú šírku pásma rádiového spektra, čo je výsledkom použitej modulačnej techniky a rýchlosti, ktorou sa informácie prenášajú.

Keďže LoRa je chirpová modulačná schéma s rozprestretým spektrom, zámerne rozprestiera signál v širšom pásme, než by bolo nevyhnutne potrebné na prenos informácií. Táto technika ponúka lepšiu odolnosť voči šumu vo frekvenčnej oblasti a je užitočná najmä pri prenose s nízkym výstupným výkonom.

LoRa sa dá nakonfigurovať tak, aby využívala šírku pásma vo vopred určených krokoch od 7,8 KHz do 500 KHz v subgigahertzových pásmach a od 250 KHz do 1,6 MHz v pásme 2,4 GHz. Vo všeobecnosti platí, že výber užšej šírky pásma bude mať za následok nižšiu prenosovú rýchlosť, ale lepší dosah. Výber širšej šírky pásma bude mať za následok zvýšenú rýchlosť prenosu dát, ale kratší dosah.

Schéma chirp spread spectrum, ktorú využíva LoRa, rozloží každý bit užitočného zaťaženia na viacero symbolov. Tým sa môže zlepšiť odolnosť voči šumu v časovej oblasti a tiež sa zvýši spracovanie pre prijímač. Faktor šírenia LoRa je parameter, ktorý riadi, ako je každý dátový bit rozložený v čase. Ak sa zvolí vyšší faktor rozprestretia, každý dátový bit užitočného zaťaženia sa rozloží na viac symbolov. LoRa môže byť nakonfigurovaná pre faktory rozprestretia od 5 do 12, hoci v subgigahertzovom pásme sú dostupné len hodnoty 6 až 12 a hodnota 6 často vyžaduje TCXO, aby bola stabilná.

Zatiaľ čo šírka pásma a rozptylový faktor riadia fyzické parametre modulačnej schémy, a teda môžu viesť k významnému zvýšeniu spracovania a zlepšeniu dosahu, kódovacia rýchlosť LoRa v podstate riadi množstvo korekcie chýb, ktoré sa pridáva k údajom užitočného zaťaženia. Vyššia kódovacia rýchlosť teda nezvýši dosah, ale zvýši spoľahlivosť spojenia v prípade rušenia. Ako sa dalo očakávať, je to aj za cenu zníženia rýchlosti prenosu dát. LoRa sa dá nakonfigurovať pre štyri rôzne rýchlosti kódovania.

Kódovacia rýchlosť opisuje pomer skutočných dát k pridaným dátam s korekciou chýb. Pri výbere kódovacej rýchlosti LoRa je dôležité zvážiť, či je potrebné trvalo používať vysokú kódovaciu rýchlosť s následnou stratou rýchlosti prenosu dát, alebo či je celkovo efektívnejšie pripustiť občasné vypadnutie paketu v dôsledku rušenia.

Keďže kódovacia rýchlosť nemení fyzické parametre modulácie, dva (alebo viac) vysielače LoRa nakonfigurované s rôznymi kódovacími rýchlosťami môžu stále vzájomne dekódovať signály. To môže byť užitočné, ak sa prijímač nachádza v oblasti s veľkým množstvom rušenia, ale druhý koniec spojenia nie. V takomto prípade môžu byť oba vysielače nakonfigurované s asymetrickými kódovacími rýchlosťami, takže možno dosiahnuť optimálne prenosové rýchlosti, aj keď sa úrovne rušenia na rôznych miestach líšia.

---

---

---