LoRa調制基帶器-SX1301/SX1257/SX1255

ID:351702 · 發表于 2019-3-13 15:42

如果說LoRaWAN是閃電戰，那么SX1301就是坦克，前者是建立在后者的基礎上。SX1301是基于LoRa調制的基帶芯片，它的目標是為廣域范圍的眾多無線節點提供健壯的星型基站。

SX1301有一些關鍵的技術特征：高達-142.5dBm的接收靈敏度、49個LoRa“虛擬”通道和ADR技術。

1 整體結構

SX1301一般外接2片SX1257（或SX1255）。SX125x是射頻前端芯片，它負責將I/Q（In-phase / Quadrature，同相正交數字信號）轉換成無線電模擬信號。

仔細查看SX1301的結構圖，它是由2個MCU和ASIC（ApplicationSpecific Integrated Circuit，專用集成電路）的綜合體。主要部件包括：

射頻MCU：該MCU通過SPI總線連接2片SX125x，主要負責實時自動增益控制、射頻校準和收發切換。

數據包MCU：該MCU負責分配8個LoRa調制解調器給多個通道，它仲裁數據包的機制包括速率、通道、射頻和信號強度。

IF0~IF7的LoRa通道：它們的帶寬固定為125kHz，每個通道可以設置中心頻率，每個通道可以接收SF7~SF12共6種速率的LoRa信號。

IF8通道：帶寬支持125 / 250 / 500kHz，希望用于網關之間的高速通信。

IF9通道：收發(G)FSK信號，LoRaWAN在歐洲地區使用了該通道。

2 實現ADR技術

ADR（Adaptive Data Rate，速率自適應）是LoRaWAN核心優勢，它的原理是：依賴End Nodes和Gateway的距離，越近，End Nodes將采用高速率；越遠，End Nodes將采用低速率。

其實，ADR是SX1301的“貢獻”。

SX1301的IF0~IF7的8通道，它們設置了8個中心頻率，但每一個通道都能接收SF7~SF12共6種速率的LoRa信號。這樣一來，一個End Node可以根據信號強度，自由選擇SF（即速率）來發送數據。

它至少具備3個優勢：

End Node可以切換到8個頻率中任意一種，有效降低同頻干擾；

End Node可以使用6種速率中任意一種，Gateway不用記錄它的速率，簡單化；

Gateway可以實現天線分集，有效改善移動End Node的多徑衰退；

特別注意：8個通道最多同時解調8個LoRa數據包，因為“前導碼搜索引擎”和“解調引擎”是分離的，同時解調引擎為8個單元。

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