lora是一種實現(xiàn)遠距離低功耗的無線調制技術。實際測試，在深圳這種高樓林立的地方不加PA也可以達到上千米的傳輸距離。如果放在空曠沒有什么障礙物的地方達到3-5km也是不成問題。

那么lora相比于傳統(tǒng)的無線調制之所有可以傳輸更遠的距離，歸功于lora使用了擴頻、跳頻、向前糾錯等等關鍵特性。而關于跳頻和擴頻很多人把他放在一起來說，讓初接觸者不免產生疑問，擴頻和跳頻到底有什么關系，為什么這兩個特性可以提高傳輸距離。下面就一起來梳理梳理：

載波頻率

首先要明確一點，你要了解無線通信的基礎知識，我們日長生活中接觸到的各種無線通信都是把真實的有效信號和載波信號進行一個調制而發(fā)向空中的。這里關鍵地方就是弄清楚一個載波頻率。比如現(xiàn)在的wifi路由器有2.4g的還有5g的，這里的2.4g和5g就是一個載波頻率，而你上網(wǎng)的各種數(shù)據(jù)就乘坐2.4g或者5g的載波在路由器和手機之間來回穿梭。另一個例子就是在聽收音機的時候，聽到廣播里播放：廣大聽眾朋友好，這里是FM95.6。有木有很熟悉，這里的FM指的就是調制模式，而95.6呢就是載波頻率，所以你聽到的聲音就是坐著95.6mhz的空中列車到達你的收音機，進而經過收音機的解調后播放出來。下面這張圖是收音機無線信號調制的一個圖：

明白了基本無線通信的載波，我們再回歸正題，繼續(xù)探討lora。lora同樣也是把有效數(shù)據(jù)和載波進行調制而發(fā)送出去的。而lora的調制相比于上圖所示的的AM調幅和FM調頻就復雜很多，但是本質都是相同的，把真實信息放在載波頻率上向空中發(fā)送或者接收空中的無線電波再進行解調。

LORA跳頻

下面再聊本文的核心問題：跳頻。而如果上面的基礎知識弄明白了，跳頻就很好理解，跳頻就是不斷的變換載波頻率。lora芯片sx127x本身就是支持跳頻的，它可以設定一個時間段，我們后面簡稱為t1。發(fā)送端在經過t1之后，載波頻率就會切換到下一個設定的值，再經過t1之后，載波頻率又會進行一次切換。而接收端就要和發(fā)送端約定好跳頻的規(guī)律，也就是維護同一張?zhí)l表，知道下一次該往哪個頻率切換。

如上圖所示，在一開始lora使用的載波頻率是433mhz，經過t1時間之后跳到435mhz，再經過t1后跳到431mhz……等等就這樣一直變換發(fā)送的頻率，這個就是lora的跳頻。

有同學可能會有疑問，這個跳頻的頻率設定要遵循什么規(guī)律嗎，下次我該設定要跳到多少mhz呢？這個首先你要確定你使用的lora芯片是什么型號的，比如sx1276和1278支持的頻率范圍是不一樣的，理論來說在lora芯片支持的頻率范圍內都可以跳，具體下次跳到哪一個都可以通過軟件自己靈活配置。但是考慮實際情況，有些頻率點就不建議設定，例如每個國家都是有無線電使用條例的，在某些頻率是不允許發(fā)射無線電信號的，所以國家不允許的頻率點是要規(guī)避的。還有要考慮到天線的匹配，你使用的天線在哪個頻率范圍更能發(fā)揮它的優(yōu)勢等等

明白了跳頻的概念，那么跳頻的作用又是什么呢：

增加抗干擾，比如現(xiàn)在空中的433mhz一直有數(shù)據(jù)在傳送，你也使用433mhz的時候就產生干擾的可能性就比較大。所以跳頻就可以跳到例如435mhz頻段避免和其他人發(fā)送無線頻率沖突

有些國家有規(guī)定，在一個信道上（也就是一個頻率點）發(fā)送的無線信號持續(xù)時間不能超過一定的時間。通俗來說就是你不能一直占用這個頻率，所以這個時候跳頻就可以發(fā)揮作用

擴頻

關于擴頻要明白和跳頻是不同的概念。擴頻和載波頻率也沒有直接的關系。

不管是藍牙，wifi，還是lora，載波上載的都是數(shù)字信號。也就是如果你把發(fā)送的無線信號進行拆分來看的話，也就是載的0、1這種有效信號。你可以簡單的理解為傳輸過程中某一種波形代表0，另一種波形代表1。如何區(qū)分0和1的信號這里不做深究，可自行參考資料。

lora調制傳輸中的0和1這種一位數(shù)據(jù)是用碼片來代表的。碼片你可以理解為在載波頻率帶寬等其他無線參數(shù)設定一致的情況下。發(fā)送一個碼片的時間是固定的。而擴頻擴的是什么呢，就是用多少個碼片來代表一位數(shù)據(jù)。先看下圖：

在lora軟件配置的過程中，有個參數(shù)叫做擴頻因子，這個就是用來設定擴頻相關的。一共有6-12七個等級，而我這里就列出來四個作為分析。如圖所示，擴頻因子最小設定值為6，這個時候就代表用64個碼片來代表一位。當擴頻因子設定為7時，就要用128個碼片來代表一位。所以可以看到設定的擴頻因子越大，對應的碼片數(shù)量越多，這樣傳輸一位的時間就會更長。擴頻因子和對應的碼片數(shù)量也是有一定關系，2的6次方是64，2的7次方是128……

所以可以得出來結論，擴頻因子的設定的越大，抗干擾能力會越強，但是傳輸速率就會降低。也就是犧牲了傳輸速度而換來了高抗干擾性。這樣你也可以明白lora為什么不適合傳輸很大的數(shù)據(jù)量。
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