LoRaWAN网关频率如何选择？

时间： 2024-05-17 来源：Dusun官网

技术问答

LoRaWAN规范

这远程广域网该规范侧重于重要的物联网(IoT)先决条件，如双向信息交换、端到端安全性、可访问性和本地化服务。

这是一种低功耗的广域(LPWA)网络协议，旨在将电池供电的“东西”无线连接到地区、联邦或全球网络系统中的互联网。

LoRaWAN的频带

为了让您了解更多信息，您是否知道LoRaWAN工作在亚千兆赫频段，并且由于法规要求，其规格因地区而异？

此外，在撰写本教程时，还定义了欧洲和北美的LoRaWAN规范。中国、韩国、日本和印度等其他地区目前还没有最终的规范。

LoRaWAN欧洲频带

在欧洲，LoRaWAN指定不同的频道。其中八款具有250bps至5.5kbps的多种数据速率。一个频率为11kbps的通道和一个速度约为50kbps的FSK通道可以实现更高的数据速率。可以使用的最大功率是+14dBM。

此外，LoRa联盟已经建立了两个频段用于欧洲的LoRa技术。这些频率是从863到870MHz的EU863和从433.05到434.79MHz的EU433。

EU433(433.05至434.79兆赫)

EU433频谱中的edge设备采用一种通道数据库模式，可容纳至少16个通道，工作频率范围为433.05至434.79MHz。前三个通道是基线通道，与频率433.175、433.375和433.575MHz相关，不能使用NewChannelReq命令更改。

上述三个信道确保所有系统的终端设备和网关共享最少数量的公共信道。在逐个网络的基础上，附加信道可以在允许的频率范围内自由传播。无线电设备的EIRP必须低于12.15dBm，以便LoRaWAN在ETSI EU433频带中工作，并且终端设备的传输活动必须小于10%。该频段的中心频率范围为433.175至434.665MHz。

在EU433MHz频段，ETSI EN300220框架允许10%的最大传输占空比。为了防止网络拥塞，LoRaWAN要求发射占空比比允许的最大值低1%。

EU863-870(868.1至868.5兆赫)

ETSI 307标准规定ISM无线频谱的任何区域都有资格使用EU863-870频段。该频谱中的终端设备将在863和870MHz之间运行，并且它们将保存使用信道数据库结构从至少16个信道收集的信息。运营商可以为该频段分配任意数量的信道，但所有EU863终端设备必须包括并实现3个标准信道，即868.10、868.30和868.50。在逐个网络的基础上，附加信道可以在允许的频率范围内自由传播。

北美的LoRaWAN

从902.3MHz开始，以200kHz的步长增加到914.9MHz，美国的LoRaWAN频率范围提供64个上行链路信道(每个125kHz)(信道0-63)。在903MHz和914MHz之间，还有8个500kHz上行链路信道以1.6MHz的步长可用。八个下行链路信道的频率范围为923.3MHz至927.5MHz，每个信道的宽度为500kHz。对于北美，最大功率输出为+30dB。

其他LoRaWAN频率

915兆赫(澳大利亚、新西兰)

使用Microchip LoRaWAN模块RN-2903A的设备制造商和设计人员应加载Microchip的正确软件，以确保设备有效运行，因为澳大利亚采用915MHz至928MHz无线网络频谱。915-928MHz频率范围的最大主要辐射全向功率(EIRP)为1瓦。尽管使用相同的频率(915MHz)，但美国实际上比澳大利亚的范围更广(902-928MHz)，在澳大利亚使用频谱的较低部分是违法的。

868兆赫(欧盟)

LoRaWan使用RF 868MHz频段，这是欧洲LPWANs的常用带宽。各种国家和国际公约，例如欧洲的ERC-REC-70-3E，控制该带宽。2015年1月30日，法国ARCEP2014-1263看起来是最后一个在JO中被认可的。

915兆赫(美国)

自从无线局域网、蓝牙和ZigBee发展以来，2.4GHz频率在美国获得了大部分的设计关注。例如，在915MHz ISM频段，这种应用或占空比不受FCC规定的限制。此外，与ISM频谱的其他区域相比，标准允许的输出功率要大得多。

902和928MHz之间的频率范围具有915MHz的中心频率。FCC允许在距离广播天线三米处的该频率上的电场强度值为50mV/m。

864兆赫(俄罗斯)

LoRa联盟已经在俄罗斯指定了864到869.2MHz频带用于LoRa技术的使用。RU864-870频段的边缘设备采用流数据库模式，可容纳至少8个流，并在864和869.2MHz之间运行。

网络管理员可以在ru864–870频段内任意分配网络信道，以符合俄罗斯规定定义的子载波。然而，任何ru864–870MHz终端设备必须支持两个默认通道，868.9和869.1MHz。这样的默认信道确保了跨终端设备和网络网关的基本标准信道集，并且它们不能使用NewChannelReq命令来更改。

920兆赫(韩国)

2012年7月25日，920MHz频段被正式指定为ISM频率，日本开始使用新频段。ISM频段的指定频段允许某些用途，代表工业、科学和医疗频段。WiFi、蓝牙技术、无绳电话、无线电控制器以及很快其他设备都将使用ISM频段。但是，由于传感器系统和电话的基站具有不同的设施环境、传输输出和其他相关因素，因此功能并不完全相同。此外，还强调900MHz频谱是通用的，这导致了混淆。

865兆赫(印度)

频率范围也许是要考虑的最重要的因素。印度Lora允许的工作频率在865Mhz和867Mhz之间。Sentrius RG186是我们展示的网关的868Mhz变体，可以适应863Mhz至870Mhz的频率，完全满足我们的需求。通道的数量是下一个。一个LoRaWAN网关上至少应该有两个通道。网关包含五个通道，允许它同时与五个终端节点对话。

923兆赫(泰国)

《国家频谱管理手册》解释了《无线电条例》第5条中的国际频率分配表如何作为国家表的基础，并且在某些国家中，可以作为国家表本身。对于无线寻呼系统用户到基站的广播，蜂窝服务的频带917-923MHz被留出。

选择完美的LoRa频率/网关

在选择正确的频率时，您需要考虑几个方面。组织这些信息是为了帮助开发和评估LoRaWAN使用案例。例如，在网络技术中，范围/距离、信息传输速度和功耗基本上是可以用来描述网络的三个特征。这些约束由物理定律明确定义，因此很难对所有三个参数给予同等的权重。例如，LoRaWAN可以远距离传输信息，并使用最少的能量，但它只有很低的数据速率。

我们可以得出结论，在现实中，上述标准中只有两个可以优化。因此，您必须始终选择哪些功能对您更重要。

东胜物联LoRaWAN网关推荐

要考虑的其他因素:

1.LoRaWAN网络的最大范围由链路预算决定。

2.由于在真空中的衰减，范围缩短了。当距离加倍时，自由空间衰减增加6dB。

3.信号强度和范围会受到障碍物和地面等表面的无线电波反射和散射的影响。无线电链路的一端通常最靠近LoRaWAN网络中的地面。

4.范围缩短，并且Rx侧的信号强度受到第一菲涅耳区中的障碍物的影响。

5.传播条件会影响SF值，从而影响发射机的覆盖范围。LoRaWAN通过ADR实现自主网络管理，从而限制发射机的工作范围。

6.信噪比(SNR)、噪声系数(NF)和带宽都会影响Rx灵敏度(BW)。

网络覆盖的LoRaWAN优化方法

为了使使用LoRaWAN技术的网络具有更大的覆盖范围，必须考虑以下基本因素：

1)网关点和位置

确保Tx和Rx天线在光学上可以互相看到。要在两个天线之间建立光学瞄准，请提高天线的高度。天线应该总是在室外使用，而不是在室内。

2)天线选择

使用传统的棒状天线时，避免天线周围有障碍物，因为棒状天线将能量集中在水平面上。此外，将它们安装在柱子上似乎总是比安装在建筑物的侧面更可取。如果天线被有意放置，并且最高定义的天线强度和天线极化被有效地相互调谐，则范围应该增加。

3)决定连接的材料

使用高质量的电缆和N型连接(LMR 400或同等产品，每100米损耗小于1.5dB)。系统和天线之间的这种连接应该尽可能简单，以便将连接介质中的损耗降至最低。

4)靠近其他无线电设备安装

避免强烈的干扰，例如来自附近GSM或UMTS发射机的干扰。在使用之前，请务必阅读制造商的说明(通常在“共本地化”一词下)。

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