深入了解LoRa技术① — LoRa产品的信道划分

得益于LoRa技术的通信距离优势，如今世界各地已经在广泛地使用LoRa产品。那么LoRa产品被划分了哪些频段呢？本期文章将向大家介绍世界各地允许LoRa产品使用的信道频率和信道带宽。

 

 LoRa产品的信道频率

 

和使用4G蜂窝网的产品相比，LoRa产品使用的是免费的ISM频段（Industrial Scientific Medical Band）。而世界各地对ISM频段的划分大不相同，因此在使用LoRa产品时需要注意各地具体的法规。ISM频段，包括433MHz、470MHz（470-510）、868MHz（862-870）、915MHz（902-928）、2.4GHz等。其中低于1GHz的频段称为SubG-LoRa。中国大陆使用470MHz频段，欧洲各国、非洲各国和印度使用868MHz频段，美国和澳大利亚使用915MHz频段，亚洲的部分地区使用433MHz频段。日本和韩国则使用920MHz（920-925）频段。

相比于2.4GHz，SubG-LoRa更适合作为长距离和低功耗通信的选择。其优势是频率低，通信距离远，穿墙能力强，功耗低。而且在当前的生态环境中，Wifi、蓝牙和Zigbee等都使用2.4GHz作为工作频段，所以SubG-LoRa频段的频谱干扰相对更少，使用SubG频段可以提高网络的整体性能，减少重传次数。主要地区的频段划分如图1所示。

图1  LoRa产品的频段划分

那2.4GHz的LoRa是否就无用武之地了呢？当然不是。因为2.4GHz可用的频率范围比SubGHz要大得多，所以使用2.4GHz作为工作频率时，可以使用更大的信道带宽，并且可以选择的频率更多。在传输距离不那么远，而且对传输速度有一定要求的场景（如实时物联网和边缘计算）使用2.4GHz作为LoRa的信道频率是一个比较好的选择。

广州致远电子股份有限公司推出的ZM68S系列LoRa无线模组是一款高性能低功耗的LoRa透传模组。现已在470MHz频段的ZM68S型号基础上，推出了868MHz频段的ZM68S-B型号和915MHz频段的ZM68S-C型号，能够满足各地的法律法规。

 

 

 LoRa产品的信道带宽

 

信道带宽，是限定允许通过该信道的信号下限频率和上限频率，可以理解为一个频率通带。增加带宽可以在同一时间内传输更多数据，即可以缩短传输时间，但是会牺牲部分接收灵敏度作为代价。LoRa芯片和模组大部分包含LoRa和FSK两种调制方式，LoRa带宽是双边带宽（全信道带宽），而FSK带宽是单边带宽。在中国大陆使用的470MHz至510MHz频段里，LoRa常用的信道带宽为125KHz、250KHz和500KHz。更详细的带宽选项如表1所示。

 

表1  LoRa产品的带宽选项

带宽 （kHz）	扩频因子（SF）	编码率（CR）	标称比特率（bps）
7.8	12	4/5	18
10.4	12	4/5	24
15.6	12	4/5	37
20.8	12	4/5	49
31.2	12	4/5	73
41.7	12	4/5	98
62.5	12	4/5	146
125	12	4/5	293
250	12	4/5	586
500	12	4/5	1172

依据表1可以看出，LoRa带宽越宽，标称比特率就越大，也就是实际传输速率越大。需要注意的是，部分LoRa产品不支持太小的信道带宽和过低的标称比特率。