LoRaWAN stellt nicht nur eine kostengünstige Möglichkeit dar viele Sensoren mit einer leistbaren Infrastruktur zu erreichen, sondern auch eine sehr effiziente Methode um Sensoren mit kleinem Energieverbrauch über große Reichweiten einsetzen zu können. Grundsätzlich muss man dabei die Parameter Spreading Faktor, On Airtime und Energieverbrauch in die richtigen und vor allem notwendigen Relationen setzen. Damit verbunden ist das sogenannte Link Budget, eine Mischung. Dazu findet sich eine schöne Übersicht hier
Der Spreading Factor (SF) beschreibt dabei wieviele Chirps, also Daten Carrier pro Sekunde übertragen werden. Dadurch ist die Bitrate, pro Symbol abgestrahlte Energie und die Reichweite definiert. Dabei wurde bei LoRa die „Adaptive Data Rate“ eingeführt: je nach Netzwerk Konfiguration wird über den Sender der Spreading Faktor zwischen SF7 und SF12 eingestellt.
Dabei gibt es noch regionale Unterschiede im Hinblick auf Kanalverfügbarkeit und Frequenzband
Einhergehend mit dem Spreading Faktor ist auch die On-Airtime und damit der Energieverrbauch:
Zusammenfassung:
- Das Link-Budget definiert die max. Reichweite in einenm LoRa Funk Netzr.
- Der Spreading Faktor und somit die Reichweite eines Senders hängen von den Ausbreitungsbedingungen ab. LoRa hat dabei den ADR Mechanismus eingeführt und regelt damit die Reichweiten der Sender.
- Die Rx-Empfindlichkeit hängt von Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), Rauschfaktor (NF) und Bandbreite (BW) ab.
Für jeden Anwendungsfall – bei einem gegebenem LoRa Netz – ist daher zu prüfen wie die optimalen Parameter eingestellt werden. ADR erleichtert für den Entwickler entscheidend diese Wahl und optimiert dadurch die generelle Verfügbarkeit des Netzes (On Airtime).
Vertiefende Links:
LoRaWAN-Reichweite, Teil 1 / 2 : Die wichtigsten Faktoren für eine gute LoRaWAN-Funkreichweite
Einfluss des Spreading Faktors auf den Energieverrbauch (EN)