繼續(xù)講解！當信號的頻率大于30GHz時，即使小雨，造成的損耗也不能忽視。在10GHz以下時，則必須考慮中雨以上的影響。對于暴雨，其衰減更為嚴重，但其分布范圍很小， 實際暴雨區(qū)的有效途徑也較短。

為了保證可靠通信， 在進行鏈路設計時，通常先以晴天為基礎進行計算，然后留有一定的余量，以保證降雨、下雪等情況發(fā)生時仍然滿足通信質(zhì)量要求，這個余量叫降雨余量。對于暴雨的影響，通常要求地球站的發(fā)射功率要有一個增量。在暴雨天，衛(wèi)星直播經(jīng)常會中斷就是這個原因。

如何產(chǎn)生極化的呢？

這些內(nèi)容在電磁場那門課里面有涉及！

衛(wèi)星通信中研究天線輻射遠場區(qū)中的橫電波（TEM），其極化方式指電場矢量末端軌跡曲線的形狀。電場和磁場的變化是完全同步的，磁場幅度與電場幅度的變化成正比關系，因此只須考慮電場變化。衛(wèi)星通信中主要使用線極化和圓極化。請同學們回顧一下線極化和圓極化的概念！估計都忘光了吧。

請同學們百度一下線極化和圓極化的差異！

極化有損耗。

好比傳輸有損耗！

垂直極化波要用具有垂直極化特性的天線來接收，水平極化波要用具有水平極化特性的天線來接收。當來波的極化方向與接收天線的極化方向不一致時，接收到的信號都會變小，發(fā)生極化損失。當接收天線的極化方向與來波的極化方向完全正交時，例如用水平極化的接收天線接收垂直極化的來波，天線就完全接收不到來波的能量，稱極化完全隔離。

本章的作業(yè)來了！！！若要求某GEO衛(wèi)星系統(tǒng)地球站的極化角，需要知道哪些參數(shù)？仿真BPSK調(diào)制解調(diào)器程序。未完，待續(xù)！

專業(yè)知識分享

介紹Lora接收機！

LPWAN作為一個新興的、剛起步的技術，其市場普遍被看好，各廠商爭先研究LPWAN，參與標準制定，設備商用試點，市場呈現(xiàn)百家爭鳴的態(tài)勢。

LPWAN技術從頻譜角度上可分為授權(quán)頻譜和非授權(quán)頻譜兩種。截至2019年，低功耗廣域網(wǎng)絡大部分部署在非授權(quán)頻譜，即人們熟悉的ISM頻段。

2013年8月，Semtech公司向業(yè)界發(fā)布了一種新型的基于1GHz以下頻譜的超長距低功耗數(shù)據(jù)傳輸技術（LoRa，Long Range）的芯片。Lo Ra主要面向物聯(lián)網(wǎng)應用，其接收靈敏度可達-148dBm，與業(yè)界其他先進水平的Sub-GHz芯片相比，最高的接收靈敏度改善了20dB以上，確保了網(wǎng)絡連接的可靠性。LoRa功耗極低，一節(jié)五號電池理論上可供終端設備工作10年以上。同時，Lora使用線性調(diào)頻擴頻調(diào)制技術，即可保持像頻移鍵控（FSK）調(diào)制相同的低功耗特性，又明顯增加了通信距離，提高了網(wǎng)絡效率并消除了干擾（不同擴頻序列的終端即使使用相同的頻率同時發(fā)送也不會相互干擾），因此在此基礎上研發(fā)的集中器/網(wǎng)關能夠并行接收并處理多個節(jié)點的數(shù)據(jù)，大大擴展了系統(tǒng)容量。

Lora技術經(jīng)過Semtech、美國思科、IBM、荷蘭KPN電信和韓國SK電信等組成的LoRa Alliance國際組織進行全球推廣后，目前已成為新物聯(lián)網(wǎng)應用和智慧城市發(fā)展的重要基礎支撐技術。在運營模式、抗干擾能力、完整的生態(tài)系統(tǒng)、組織推廣力度上，LoRa比Sigfox更具有優(yōu)勢。

LoRa采用線性擴頻調(diào)制技術，高達157dB的鏈路預算使其通信距離可達15km以上（與環(huán)境有關），空曠地方甚至更遠。相比其他廣域低功耗物聯(lián)網(wǎng)技術（如Sigfox），Lora終端節(jié)點在相同的發(fā)射功率下可與網(wǎng)關或集中器通信更長距離。LoRa采用自適應數(shù)據(jù)速率策略，最大網(wǎng)絡優(yōu)化每一個終端節(jié)點的通信數(shù)據(jù)速率、輸出功率、帶寬、擴頻因子等，使其接收電流低達10mA，休眠電流小于200nA，低功耗從而使電池壽命有效延長。LoRa網(wǎng)絡工作在非授權(quán)的頻段，前期的基礎建設和運營成本很低，終端模塊成本約為5美元。LoRa WAN是聯(lián)盟針對LoRa終端低功耗和網(wǎng)絡設備兼容性定義的標準化規(guī)范，主要包含網(wǎng)絡的通訊協(xié)議和系統(tǒng)架構(gòu)。LoRa WAN的標準化保證了不同模塊、終端、網(wǎng)關、服務器之間的互操作性，物聯(lián)網(wǎng)方案提供商和電信運營商可以加速采用和部署。

LoRa網(wǎng)絡架構(gòu)由終端節(jié)點（內(nèi)置LoRa模塊）、網(wǎng)關（或集中器）、網(wǎng)絡服務器和應用服務器四部分組成，各組成部分的詳細介紹如下：

（1）終端節(jié)點（含傳感器）：包括物理層、MAC層和應用層的實現(xiàn)，使用LoRa線性擴頻調(diào)制技術，遵守LoRa WAN協(xié)議規(guī)范，實現(xiàn)點對點遠距離傳輸。

（2）網(wǎng)關/集中器：完成空中接口物理層的處理。網(wǎng)關負責接收終端節(jié)點的上行鏈路數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)聚集到一個各自單獨的回程連接，解決多路數(shù)據(jù)并發(fā)問題，實現(xiàn)數(shù)據(jù)收集和轉(zhuǎn)發(fā)。終端設備采用單跳與一個或多個網(wǎng)關通信，所有的節(jié)點均是雙向通信。網(wǎng)關和網(wǎng)絡服務器通過以太網(wǎng)回傳或任何無線通信技術（如2G、3G、4G）建立通信鏈路，使用標準的TCP/IP連接。

（3）網(wǎng)絡服務器：負責進行MAC層處理，包括消除重復的數(shù)據(jù)包、自適應速率選擇、網(wǎng)關管理和選擇、進程確認、安全管理等。

（4）應用服務器：從網(wǎng)絡服務器獲取應用數(shù)據(jù)，管理數(shù)據(jù)負載的安全性，分析及利用傳感器數(shù)據(jù)，進行應用狀態(tài)展示、即時警告等。

Lora 終端有三種不同的工作模式。

Class A（雙向終端設備）：A類終端設備提供雙向通信，但不能進行主動的下行鏈路發(fā)送。每個終端節(jié)點的上行鏈路傳輸會跟隨兩次很短的下行鏈路接收窗口。傳輸時隙由終端設備調(diào)度，基于其自身的通訊需求并有一個基于隨機時基的微小變化，因此A類終端最省電。

Class B（支持下行時隙調(diào)度的雙向終端設備）：B類終端兼容A類終端，并且支持接收下行Beacon信號來保持和網(wǎng)絡的同步，以便在下行調(diào)度的時間上進行信息監(jiān)聽，因此功耗會大于A類終端。

Class C（最大接收時隙的雙向終端設備）：C類終端僅在發(fā)射數(shù)據(jù)的時刻停止下行接收窗口，適用于大量下行數(shù)據(jù)的應用。相比A類和B類終端，C類終端最耗電，但對于服務器到終端的業(yè)務，C類模式的時延最小。

修訂記錄

20190228 完成初稿；

20221226 修訂內(nèi)容v2；