Là một phạm vi 50 km + có thể trong LoRa?


10

Tôi đọc bài viết này cho biết tôi có thể đi được tới 50 km với mô-đun LoRa.

Nhưng khi tôi đọc mô tả sản phẩm, nó nói rằng phạm vi xây dựng chỉ là 16 km, vì vậy tôi rõ ràng cần một ăng-ten. Nhưng loại ăng-ten nào tôi có thể sử dụng có thể đưa mô-đun LoRa 16 km của tôi lên 50 km?

Sẽ một cái gì đó như thế này làm việc?


Câu trả lời:


8

Dường như có thể thực hiện phạm vi tối thiểu 440 km với giao thức LoRa (tức là không có giả định về thời gian bay như trong GSM).

Cách chính xác để trả lời câu hỏi này là bằng cách xem ngân sách liên kết để sắp xếp truyền / nhận của bạn. Mặc dù các phép tính cơ bản là đơn giản, nhưng biết cách đúng để thực hiện phép tính không đơn giản như vậy.

Để nhận được tín hiệu có thể sử dụng, máy thu cần có tỷ lệ nhiễu tín hiệu nhất định (được xác định bởi tỷ lệ lỗi chấp nhận được và các đặc tính điều chế). Bạn có thể tìm thấy một số ví dụ trực tuyến về cách tính toán này (đối với LoRa hoặc một cái gì đó tương tự).

Tín hiệu đến từ công suất phát, cộng với mức tăng anten, trừ mất không gian trống (tính toán phạm vi) trừ đi bất kỳ bóng mờ nào từ tầm nhìn xa, cộng với mức tăng ăng ten.

Nhiễu xuất phát từ môi trường thu hoặc nhiễu nhiệt (tùy theo mức nào là lớn nhất) và nhiễu của bộ khuếch đại, cộng với bất kỳ nhiễu đa đường nào không được bù trễ trong máy thu.

Giả sử phạm vi 16km là có thể với ăng-ten đơn giản (bức xạ đồng nhất hình cầu), bạn đang yêu cầu tăng phạm vi 3.125 lần hoặc tăng 9,77 lần công suất. Điều này thuận tiện khoảng 10 dB, vì vậy, gần đúng, bạn cần mức tăng ăng ten 5 dB trên ăng ten 'tầm thường' ở mỗi đầu. Nếu bạn nhắm đến 7 dB ở mỗi đầu, điều này mang lại cho bạn một mức chênh lệch nhỏ cho các yếu tố khác mà bạn không tính đến, sự không hoàn hảo trong lắp ráp của bạn, v.v.

Một điều phức tạp nữa là phạm vi 16km được trích dẫn là hợp lý trong đường chân trời của ăng ten gần trái đất, nhưng để đạt được tầm nhìn 50km, bạn sẽ cần phải nâng một hoặc cả hai đầu lên nhiều mét.


1
Tính toán mất đường không gian miễn phí tương đối không quan trọng trừ khi bạn có đường ngắm thực tế - điều này thường có nghĩa là nói chuyện với máy bay hoặc đỉnh núi. Trong các ứng dụng thông thường hơn, vật cản (bao gồm đường chân trời) và nhiễu là các trình điều khiển.
Chris Stratton

@ChrisStratton trong biệt ngữ ngân sách liên kết, mất đường dẫn không gian miễn phí bao gồm thời hạn 1 / r². Sự khác biệt giữa tổng mất đường và mất không gian trống bao gồm các hiệu ứng bạn đề cập. Trong trường hợp rất khắc nghiệt này, nó là một con số khổng lồ -317 dB! Đây có lẽ là tổn thất không gian trống thực tế lớn nhất từng được đo.
uhoh

Vấn đề là nếu bạn không có đường kẻ nếu tầm nhìn, thay vì mất không gian trống, là trình điều khiển chiếm ưu thế, do đó, mất đường dẫn không gian trống thực sự không có nhiều thông tin. Câu trả lời này cố gắng áp dụng mô hình trái đất phẳng không bị cản trở ở khoảng cách mà chỉ có địa hình bất thường hoặc ăng-ten nổi lên sẽ làm điều đó đúng, vì vậy, hầu hết các mục đích thực tế đều gây hiểu lầm và sai: người hỏi có thể sẽ không có được những gì họ muốn, trong khi bỏ bê các vấn đề thực sự này không chính xác ngụ ý họ sẽ.
Chris Stratton

7

Đầu tiên, câu hỏi của bạn không thể trả lời được vì không ai có thể nói điều gì sẽ hoạt động trong một môi trường không xác định. Ví dụ, nếu có một ngọn đồi lớn giữa hai mô-đun hoặc một thành phố lớn thì nó sẽ không hoạt động. Nhưng nếu mô-đun của bạn được gắn vào một quả bóng có độ cao 38 km , thì bạn có thể tốt.

Trong khi khinh khí cầu ở độ cao 38,772 km (khoảng 127204,7 feet) ở đâu đó gần biên giới giữa Đức và Hà Lan, nó được phát hiện bởi nút The Things Network ở Warsaw, Ba Lan, ở khoảng cách 702.676 km, hoặc khoảng 436 dặm.

Nhưng những gì tôi sẽ coi đây là dữ liệu thực tế hơn. Họ đã đạt được khoảng 18,3 km với tầm nhìn tốt và ăng-ten tốt hơn so với thiết bị bạn đã liên kết.

  • Có thể đạt được phạm vi lớn hơn, đặc biệt là với ăng ten cổng khuếch đại cao hơn [...]

  • Để có hiệu suất phạm vi tốt nhất, tầm nhìn xa hoặc tầm nhìn gần là mong muốn. Nâng cao ăng-ten cổng (ví dụ: trên tòa nhà hoặc cột) được khuyến nghị cùng với khảo sát vị trí để xác định vị trí tốt nhất để đặt ăng-ten cổng. [...]

  • Phạm vi trong một môi trường đô thị nằm ngoài phạm vi của thử nghiệm này, nhưng 1-2 km (tùy thuộc vào môi trường) nên có thể có trong môi trường đô thị với một mức độ thâm nhập của tòa nhà.

Tóm lại để tăng phạm vi:

  • Nâng cao ăng-ten của bạn.
  • Sử dụng ăng-ten với mức tăng cao hơn.
  • Sử dụng anten định hướng và không phải là đa hướng.

Nhưng hãy nhớ rằng cuối cùng bạn sẽ luôn bị giới hạn bởi môi trường.

Dưới đây là một nghiên cứu khá chi tiết về chủ đề đáng đọc.


1
Đó là một nghiên cứu và liên kết thực sự thú vị!
uhoh

5

Hãy thử ăng-ten Yagi. Cả máy thu và máy phát sẽ cần một ăng-ten và chúng phải được xếp thẳng hàng với nhau (đường ngắm trực tiếp). Chỉ cần một vài độ không chính xác sẽ gây ra sự tiếp nhận tồi. Có nhiều hướng dẫn ăng-ten yagi DIY trực tuyến và các chương trình máy tính yagi mã nguồn mở sẽ tính toán các kích thước cần thiết cho ăng-ten 868 MHz và balun. Bạn có thể mua hầu hết các vật tư, chẳng hạn như dây đồng dày hoặc thanh nhôm, tại hầu hết các cửa hàng phần cứng (Home Depot, Lowes). Bạn có thể sẽ phải tìm kiếm trực tuyến các bộ điều hợp SMA (biết sự khác biệt giữa SMA và RP-SMA) để gắn ăng-ten và cáp đồng trục tốt. Nếu bạn định dùng thử, tôi khuyên bạn nên mua RTL-SDR ($ 20USD) để gỡ lỗi radio. Tôi nghi ngờ bạn sẽ đạt được 50km mặc dù. Nếu bạn tăng mức năng lượng đủ để đạt được phạm vi 50km, ít nhất là ở Hoa Kỳ, bạn ' d có thể vi phạm luật của FCC. Tôi nghĩ công suất tối đa là 25mW


Một RTL-SDR không hữu ích cho việc này. Mặc dù phổ biến (đến mức cho phần mềm giải mã LoRa), nó là một máy thu thực sự khủng khiếp với dải động được phân loại tốt nhất như một trò đùa, đặc biệt là so với thứ gì đó thực sự được thiết kế cho tín hiệu yếu hoạt động như chip LoRa thông thường. Về cơ bản, bạn sử dụng RTL-SDR để khám phá các tín hiệu gần đó hoặc hạ lưu của một mặt trước ấn tượng.
Chris Stratton
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.