LoRa est une technologie de modulation IoT à spectre étalé à modulation de fréquence linéaire, également connue sous le nom de technologie FM à phénomène large bande (Chirp Modulation). Par rapport à la technologie FSK traditionnelle, LoRa a une distance de transmission plus longue avec la même consommation d'énergie et possède une forte capacité anti-interférence.

Basse consommation énergétique

Les applications LoRa sont généralement des appareils IoT, généralement alimentés par des batteries et utilisés pendant plus de quelques années, ce qui nécessite que LoRa ait une consommation d'énergie extrêmement faible. La réalisation de la faible consommation d'énergie de LoRa est principalement déterminée par deux aspects : d'une part, la puce doit avoir une faible consommation d'énergie ; d'autre part, le protocole de communication logiciel doit également avoir une faible consommation d'énergie.

Tout d'abord, la consommation d'énergie de LoRa dans le matériel est très faible.Par exemple, le courant du mode veille de démarrage à chaud de la sérieSX126X n'est que de 1,2 uA, le courant de réception à 125 kHz est de 4,6 mA et le courant d'envoi à une puissance de 17 dBm est seulement 58mA.

Deuxièmement, en termes de protocoles de communication logiciels, LoRa n'a pas de protocoles de communication complexes comme les autres technologies sans fil.Les paquets de données sont très simples et il n'est pas nécessaire d'envoyer une grande quantité de données de poignée de main. Afin d'atteindre l'objectif d'économiser de l'énergie, l'industrie utilise largement la méthode Wake on Radio (WOR), comme le montre la figure :

La puce passe périodiquement en mode de réception (RX) pour écouter le préambule de réveil, et est en mode veille (Sleep) à d'autres moments. Le courant de réception de WOR est illustré dans la figure ci-dessous. La plupart du temps, il est en mode veille et seule une petite partie du temps est réveillé en mode réception, sa consommation électrique globale est donc très faible. Par exemple, les modules E22 et E32 d'Ebyte ont tous la fonction WOR, qui peut très bien répondre aux exigences de faible consommation d'énergie.
longue distance

Dans les communications sans fil, la norme pour mesurer la distance de communication est le bilan de liaison, qui est égal à la puissance d'émission moins la sensibilité. La sensibilité est un nombre négatif, et plus la sensibilité est élevée, plus elle est négative, donc la façon d'améliorer le bilan de liaison est d'augmenter la puissance de transmission et d'améliorer la sensibilité. Cependant, la puissance de transmission a des exigences strictes dans divers pays et régions, donc la seule façon d'augmenter la distance de communication est d'augmenter la sensibilité. La sensibilité LoRa a atteint -123dBm lorsque BW=125kHz, SF=7 ; lorsque BW=7,81kHz, SF=12, la sensibilité a atteint -149,1dBm. La sensibilité de Bluetooth est d'environ -90dbm, et ZigBee est d'environ -85dBm, de sorte que la distance de transmission de LoRa est beaucoup plus longue que celle des autres technologies de communication sans fil. Cependant, LoRa utilise la bande passante en échange de la sensibilité, ce qui se traduira par un taux de transmission très lent, donc LoRa convient aux applications longue distance, à faible vitesse et à petit volume.
Anti-brouillage

LoRa peut réaliser une transmission longue distance.En plus de l'avantage de la sensibilité, un autre facteur très important est sa super capacité anti-interférence. LoRa peut toujours communiquer lorsque le bruit est inférieur à 20 dB, ce qui n'est pas disponible dans les technologies de communication traditionnelles existantes. Comme indiqué ci-dessous:

LoRa peut normalement démoduler le signal 20 dB en dessous du bruit, tandis que FSK doit théoriquement être 8 dB au-dessus du bruit pour assurer la démodulation. Lorsque le processus de communication rencontre des interférences de signaux électromagnétiques externes, LoRa peut continuer à communiquer de manière stable, tandis que les technologies sans fil traditionnelles ne peuvent pas communiquer. Par conséquent, dans certaines zones avec de graves interférences de canal, les clients choisiront la technologie LoRa comme technologie de base pour une communication stable.

La raison pour laquelle la modulation LoRa a une telle capacité anti-interférence est principalement due au fait que le débogage Chirp peut recueillir des signaux LoRa utiles sous le bruit pendant la démodulation cohérente, et le bruit est toujours du bruit après une démodulation cohérente.