Princípio de LoRa Frequency Hopping Spread Spectrum Communication (FHSS)

Tecnologia de comunicação sem fio: o princípio da comunicação de espectro espalhado LoRa com salto de frequência (FHSS)

　　 Spread Spectrum Communication, ou seja, tecnologia de comunicação de espalhamento espectral (Spread Spectrum Communication), sua característica básica é que a largura de banda do sinal utilizado para transmitir a informação é muito maior que a largura de banda da própria informação.

　　 Aumentar a largura de banda do sinal pode reduzir a necessidade da relação sinal-ruído. Quando a largura de banda é aumentada até um certo nível, a relação sinal-ruído pode ser ainda mais reduzida. A comunicação de espalhamento espectral é o uso da tecnologia de transmissão de banda larga em troca dos benefícios da relação sinal-ruído, que é a ideia básica e a base teórica da comunicação de espalhamento espectral.

Por que a tecnologia de comunicação sem fio usa tecnologia de espalhamento espectral:

　　 1. Expanda a largura de banda e reduza a interferência

Quando o fator de espalhamento é 1, o dado 1 é representado por"1", e quando o fator de espalhamento é 4,"1011"pode ser usado para representar 1, de modo que a taxa de erro de bit, ou seja, a relação sinal-ruído, possa ser reduzida durante a transmissão, mas, no entanto, os dados reais que podem ser transmitidos são reduzidos. Portanto, quanto maior o fator de espalhamento, menor será o número de dados transmitidos.

　　 2. De acordo com os diferentes requisitos da taxa, diferentes números de canais de código são atribuídos para melhorar a taxa de utilização

O fator de espalhamento tem outra finalidade, ou seja, o código ortogonal (OVSF: Orthogonal Variable Spreading Factor, fator de espalhamento variável ortogonal). O código de espalhamento ortogonal pode ser obtido através do OVSF.Quando o fator de espalhamento é 4, existem 4 Dois códigos de espalhamento ortogonais, os códigos de espalhamento ortogonais podem fazer com que os sinais sem fio transmitidos ao mesmo tempo não interfiram entre si, ou seja, quando o fator de espalhamento é 4, as informações de 4 indivíduos podem ser transmitidas ao mesmo tempo. Os requisitos de taxa de dados dos serviços de voz e dados são diferentes, portanto os seus fatores de propagação são diferentes.

FHSS, tecnologia Frequency-Hopping Spread Spectrum (Frequency-Hopping Spread Spectrum) é sincronizada e, ao mesmo tempo, aceita ambas as extremidades para transmitir sinais com um tipo específico de portadora de banda estreita. Para um receptor não específico, o FHSS gera salto. O sinal é apenas ruído de impulso para ele.

　　 Quando o tempo de um único pacote de dados exceder o tempo máximo de permanência do canal permitido pelas leis e regulamentos relevantes, a tecnologia FHSS será usada. Ativar o modo de salto de frequência em LoRa é operar os registros RegHopPeriod e FreqHoppingPeriod com valores diferentes de zero.

　　 O princípio de LoRa para comunicação de espectro espalhado por salto de frequência (FHSS):

O princípio de funcionamento do esquema de espectro espalhado de salto de frequência FHSS é: parte do conteúdo de cada pacote de dados LoRa é transmitido através do canal de salto de frequência definido pelo gerenciamento do MCU, e a frequência a ser"pulou"(de acordo com a tabela de pesquisa de frequência) é enviado no ciclo de salto de frequência predeterminado. Após o término, o transmissor e o receptor mudarão para o próximo canal na lista de salto de frequência predefinida para continuar enviando e recebendo a próxima parte do pacote de dados.

　　 O tempo de residência em qualquer canal é determinado por FreqHoppingPeriod e o valor é um múltiplo inteiro do comprimento do símbolo.

　　 O processo de envio e recebimento por meio de salto de frequência começa no canal 0. Portanto, o preâmbulo e a parte do cabeçalho serão enviados primeiro no canal 0. Cada vez que você começar a enviar um pacote de dados, a leitura do contador do canal FhssPresentChannel (localizado em RegHopChannel) aumentará e um sinal de interrupção FhssChangeChannel será gerado para obter salto de frequência.

　　 Uma nova frequência deve ser definida dentro do período de salto de frequência para garantir que a nova frequência será coberta na próxima vez que a frequência for saltada.

A recepção FHSS geralmente começa no canal 0. Após verificar o preâmbulo, o receptor iniciará o processo de salto de frequência acima. Neste momento, se o CRC do cabeçalho estiver incorreto, o receptor solicitará automaticamente o canal 0 (mecanismo de retransmissão de pacotes de dados) e reiniciará o preâmbulo de verificação.