LoRa® — 支持物聯網應用的遠程無線技術
LoRa（遠程）是一種無線技術，可以利用為 M2M 和物聯網（IoT）應用設計的傳感器和執行器，實現低數據速率遠距離通信。LoRa 聯盟™ 是由多家合作成員組成的一個開放性組織，它開發了一種低功耗廣域（LPWA）網絡協議規范
LoRaWANTM。該規范以 LoRa 技術為基礎，使用免許可的 GHz 以下頻段進行通信。本應用指南介紹了 LoRa 器件射頻測量中的一些關鍵挑戰，并指導用戶如何利用是德科技的測試解決方案克服這些挑戰。
LoRa 技術提供了兩種可選的調制方案：GFSK（高斯頻移鍵控）和 LoRa 調制。
Semtech 公司開發的 LoRa 調制方案是一種線性調頻擴頻（CSS）技術，通過處理增益來提高接收機靈敏度。LoRa CSS 系統的數據速率由多種因素決定，包括擴頻因子、帶寬和信道編碼率，其典型帶寬為 125 KHz、250 KHz 或 500 KHz。
LoRa 測試解決方案必須支持上述參數，這對于驗證器件性能非常重要。
LoRa 幀包括起到同步作用的前導碼、包含系統信息的標頭（ PHDR ）、靜荷以及循環冗余校驗（CRC）位。 盡管下行鏈路和上行鏈路的幀結構不同（如圖 1 所示）， 但是它們使用了相同的技術，性能也相似。因此，我們僅將上行鏈路定義為測試模式。波形發生器需要遵循這種結構，對 LoRa 器件的性能進行全面測試。
不斷變化的發射機和接收機測試要求
生態系統中的廠商尚未開發出全套必需的 LoRa 器件測試。其中可能包括在研發階段中對發射機進行的測試，通過測量器件升溫所引起的頻率漂移來表征器件特征。
最初的接收機測試要求側重于靈敏度測試，即測量誤包率（PER）。對于研發以及設計與驗證測試，業界還在考慮增加其他測試要求，包括在加性高斯白噪聲（AWGN）和減損條件下（例如由本振頻率漂移或相鄰信道和同信道干擾引起的頻率誤差）對接收機的性能進行驗證。
最初的發射機測試要求側重于測量與總功率、頻譜和占用帶寬（OBW）有關的常規功率和頻譜。
是德科技測試解決方案可以滿足不斷變化的 LoRa 測試要求
是德科技提供了全套解決方案以滿足不斷變化的 LoRa 測試要求，包括接收機測試中的信號生成，以及發射機測試中的信號分析。在研發和制造過程中，工程師可以在不同的硬件平臺上使用相同的應用軟件進行測試。
接收機測試中的信號生成
LoRa 接收機測試系統使用面向物聯網的 N7610C Signal Studio 軟件生成 LoRa 波形。波形被下載到是德科技信號發生器的任意波形存儲器中。信號發生器通過回放該波形生成射頻信號， 隨后將其饋送到接收機。取決于具體的測試場景，我們建議使用 Keysight N5182B MXG、N5172B EXG 和 N5166B CXG 信號發生器進行研發測試，使用 E6640A EXM 或 N9421A VXT 矢量收發信機進行制造測試。
面向物聯網的 N7610C Signal Studio 軟件配有直觀的圖形用戶界面，能夠讓用戶輕松設置參數， 并利用這些參數控制各種配置，從而靈活地生成 LoRa 波形。LoRa 信號配置的關鍵參數包括：擴頻因子（SF）、帶寬、碼率、前導碼長度。
Signal Studio 軟件可以與一臺是德科技信號發生器配合使用，幫助用戶向波形增添減損，用來仿真符號時間誤差和頻率誤差。信號發生器生成實時加性高斯白噪聲，用戶可以將其添加到所需信號中創建指定信噪比（SNR）的信號，進而評測接收機的性能。
用戶可以調整信號發生器發出的功率，進行接收機靈敏度測試。接收機通過校驗 CRC 位來檢測錯誤數據包，得到 PER 測量結果。
從性能的角度來看，是德科技建議使用單獨的信號發生器進行相鄰信道和同信道干擾測試。第 二個信號發生器產生干擾信號，在射頻電平上與第一個信號發生器產生的有用信號合并。合并 后的信號被饋送到 LoRa 器件的接收機。在有用信號和干擾信號之間的功率電平差異特別大時， 這個系統可以為用戶帶來極大的好處。
如果您可以接受較低的性能，是德科技還支持一體化解決方案。在這種系統中，有用信號和干擾信號的波形會在基帶處合并。當兩個信號在基帶處使用指定的頻率和功率電平偏移進行合并時，您需要考慮頻率和功率電平偏移。合并后的波形會下載到信號發生器并進行回放。為了創建干擾信號，Signal Studio 軟件能夠生成不同格式的波形，包括 LTE 和WiFi及其他技術。
用于發射機測試的信號分析儀
Keysight X 系列信號分析儀可以幫助用戶進行 LoRa 發射機測試，滿足廣泛且不斷變化的要求，包括常規功率測量以及診斷研發問題時所需要的更詳細的信號特征分析。Keysight N9063EM0E 模擬解調測量應用軟件（X-apps）可以提供調頻解調功能，幫助用戶成功解調 LoRa CSS 信號。
下圖顯示了 Keysight 模擬解調測量應用軟件中使用 125KHz LoRa 信號對發射機進行測量的結果。它顯示了射頻、模擬頻譜和已解調的 CSS 信號。未來還可能使用解調結果進行頻率漂移分析。
