前言

大家都知道相比其他的協議，比如Wifi、藍牙等，LoRa最大的優勢就是長距離。那如何才能使他的優勢最大化的體現出來，影響的主要因素有哪些？我們需要如何布網LoRa網絡，才能提高LoRa網絡覆蓋率？

本文從無線通信的理論公式來解釋，從哪幾個因素著手，以便提高實際應用中LoRa網絡的傳輸距離。

希望查看LoRaWAN網關在城市中的實際覆蓋距離的，可以參考文章LoRaWAN網關覆蓋范圍駕駛測試。

希望查看如何計算LoRa網關能帶多少個節點的，可以參考文章一個LoRaWAN網關能支持多少個節點。

一、LoRa通信距離的理論推導過程

讓我們從下面這個無線通信的理論公式來開始吧。（理論計算是在可視距離內，無遮擋，無電磁干擾的情況）

等式左邊是鏈路中可用于衰減的量，其中Pt是發射端（一般是節點側）的發射功率，Pr是接收端（一般是網關側）的接收靈敏度，Gt是發射端的天線增益，Gr是接收端的天線增益。

等式右邊是鏈路中消耗的量，其中lg函數是信號隨頻率和距離的衰減量，f是工作頻率，d是收發天線間的距離，c是光速，Lc發射天線的饋線插損，L0是環境帶來的空中傳播損耗。

既然我們看的是距離，那就把上面公式推導一下，計算如下：

二、如何提高LoRa傳輸距離

從上面可以直觀看出可以增大LoRa傳輸距離的主要因素如下：

1、增大Pt的值即增大LoRa節點的功率來獲取更遠距離。

測試時確認一下節點功率是否調試到最大值。

從理論計算，鏈路上每相差6dB，距離就會相差一倍。

如：在其他條件相同的情況下節點發射10dB和發射16dB時距離會相差一倍。

2、減小Pr的值，即減小接收端（網關側）的Pr代數值來獲取更遠距離，也可以認為是提高接收靈敏度。

在LoRaWAN里接收靈敏度是隨SF速率變化的。

例如瑞科慧聯LoRaWAN網關RAK7249，在125K帶寬下的SF7對應的靈敏度是-127,SF12對應的接收靈敏度是-139.SF12的靈敏度值比SF7的要小12dB,也可以說SF12比SF7靈敏度高12dB。

圖1 ??LoRaWAN網關示例

那理論上在其他條件都相同的情況的測試，圖1所示的瑞科慧聯LoRaWAN網關RAK7249，在SF12速率下的測試距離應該是SF7速率下的4倍。

3、增大Gt值，即增大LoRa發射端（節點側）的天線增益來獲取更遠距離。

理論上在其他條件相同的情況下，節點側使用6dBi增益的天線測試的距離是使用0dBi增益的天線的一倍。

4、增大Gr值，即增大接收端（網關側）的天線增益來獲取更遠距離。

理論上在其他條件相同的情況下，網關側使用6dBi增益的天線測試的距離是使用0dBi增益的天線的一倍。

5、減小Lc的值，即減少發射天線饋線的插損來獲取更遠距離。

所以我們盡量使用較短的，阻抗匹配接近50歐姆的連接饋線。

當然PCB線路板上射頻線路的阻抗也不會精準到50歐姆，也會有一定影響，但是這個PCB我們也是無法改變的。就不考慮這方面的影響了。

6、減小L0的值來獲取更遠傳輸距離。

L0是環境帶來的空中傳播損耗。那怎么才能減少環境帶來的影響？

盡量使LoRaWAN網關處于較高位置，天線保持豎直比如高樓樓頂，比較高的鐵塔頂。位置越高，受到樓房，樹木等的遮擋就小。同時移動節點位置，盡量使網關和節點處在一個可視位置。

7、最后就是頻率的影響，從上面公式中看出應該是減小頻率來獲取更遠距離。從LoRa常用的頻率來看,在其他條件相同的情況下傳輸距離433M>470M>868M>915M。

結語

以上是從理論公式上推出來所有影響LoRa傳輸距離的因素，后續布網中可以上因素中分析著手，來提高網絡覆蓋率。lw