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       在3.1節的學習中，我們了解到了很多關于LoRa的核心參數，以及如何配置一個LoRa包，及碼元長度，空中飛行時間等參數。為了方便大家了解和使用LoRa技術并計算上述的參數，Semtech公司開發了一套LoRa計算器。根據芯片類型不同分別是SX126X、SX127X和SX128X三款LoRa計算器。計算器內容大同小異，都是基于芯片可以配置的參數進行選擇，從而自動計算出需要的參數。本計算器工具主要針對發射參數配置情況，對于接收參數和功耗參數等，計算工具中就沒有涉及，可以參考產品說明書。

一、LoRa計算器講解

        圖3-8所示為SX1261芯片配套使用的LoRa計算器工具。該SX1261LoRa計算器有兩個操作界面，分別是LoRa模式和GFSK模式，是因為該芯片同時支持這兩種制式。現在的展示是LoRa操作界

面，單擊GFSK可以切換到GFSK界面。本小節內容的重點是LoRa模式。

        界面的左側是LoRa參數輸入部分。參數分為三組主要類型，分別是LoRa模式設置（LoRaModemSettings）、數據包配置（PacketConfiguration）、射頻設置（RFSettings）。這三組參數基本包含了LoRa發射數據包需要的主要參數。

1.LoRa調制參數

       SpreadingFactor（SF，擴頻因子）：可以設置5～12這幾種配置（如果使用SX127X計算器只支持6～12的配置，因為SX127X芯片不支持SF=5）。

圖3-8    SX1261LoRa計算器截圖

 

       Bandwidth（BW，帶寬）：支持7.81，10.42，15.63，20.83，31.25，41.67，62.5，125，250，500kHz這些帶寬參數配置。一般常使用125kHz，這是LoRaWAN中默認信道帶寬配置。

       CodeRate（CR，編碼率）：糾錯編碼的使用有四種配置，分別為4/5、4/6、4/7、4/8。其意義是每4b載荷數據需要在通信糾錯編碼中使用多比特表示，如4/5表示需要5b表示原來的4b，說明額外增 加了1b糾錯編碼信息。在LoRa芯片配置中常使用額外1b的糾錯編碼。一條通信數據中使用的糾錯編碼比例越高，這條數據在傳輸中的誤包率就越低。在傳輸中，由于噪聲影響，每一比特數據都有可能被解調錯誤，當有少量數據解調錯誤時有一定概率可以通過糾錯碼還原。LoRa解調是根據整個碼元來解調的，如果出錯會使整個碼元出錯，不過數據調制發射前采用了交織編碼，糾錯碼與數據信息已經被分配到不同的碼元中傳輸，不會因為一個碼元錯誤而導致這一組數據無法還原。使用糾錯碼比率越高，糾錯能力越強，與此同時其包內冗余數據就越多，占用了空中飛行時間。在實際的LoRa應用中，4/5的配置方式是糾錯能力和包長度平衡的最佳選擇，也是LoRaWAN標準中的常用配置。

       Low Datarate Optimize（低速率優化）：采用低速率優化后可以使低速率的數據傳輸魯棒性增強，但是帶來的缺點是增加了信號的飛行時間。3.1.2小節的公式計算中有專門針對低速率優化的計算。低速率優化還可以增強對抗多普勒頻移，以及增強長包信號在一次通信數據包內由于多徑衰落等影響引起的頻率漂移等。只有在低速率的SF=11和SF=12情況下才需要打開頻率偏移功能。

       上述的配置的LoRa調制模式為物理層配置，是發射一個LoRa數據包最基本的設置。對應的接收機必須開啟與發射機參數完全一致的配置才可以進行數據接收和解調。數據包配置部分的參數屬于鏈路層配置。

2.數據包配置

       Preamble  Length（前導長度）：前導碼的長度具有多樣性，針對一些異步喚醒的應用，需要超長的前導碼，有的前導碼長接近1s或更長。一般應用中經常配置的前導碼長度為8個碼元。

       Payload Length（載荷長度）：此長度是根據客戶需求而定的，最小是1B，最大長度需要滿足各國家／地區無線電規范，太長會導致空中飛行時間過長而違反規范。需要注意的是，每增加1B長度的載荷，其空中飛行時間不會連續增加，而是增加一定數量的載荷后一次性地增加飛行時間。這是因為載荷數據需要先經過交織器的交織編碼處理，而交織器有一定的數據容量。比如在SF=10的配置下，增加1～5B的載荷，需要發送的碼元都需要額外增加5個。在糾錯編碼為4/5的配置下，交織器為SF=10行、CR+1=5列，交織內有50b數據，其中40b為有效載荷，10b為前向糾錯編碼。所以每5B的載荷數據需要5個碼元來攜帶。

       Header    Mode（幀頭模式）和CRC（循環冗余校驗）可以通過軟件設置開啟和關閉。

3.射頻參數配置