LoRa无线通信设计(二)空空距离测试
跨湘江 LoRaWAN 拉距测试 6 公里
摘要：
部署了 2 台 LoRaWAN 网关，通过移动 DEMO 进行跨湘江拉距测试，沿绕城高速公路测试了 7 个点，有效通信 6 公里，最后发现 3 点意料之外的经验。
Wisdom is better than folly, just as light is better than darkness.
智慧胜过愚昧，如同光明胜过黑暗。－－《旧·传》2：13
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引言
正如 https://blog.csdn.net/jiangjunjie_2005/article/details/86012877，
《最大化 LoRa 长距离，您应该知道的完整秘籍》所述，因为环境对通信距离影响太大，可靠的办法是“拉距测试”。为此，我们基于 LoRaWAN 网关和节点，跨湘江，沿绕城高速公路进行实地测试通信。
1测试示意图
如上图所示，将 2 台 LoRaWAN 室外网关通过 4G 链路接入 Server，基于“智能手机”从 Server 读取网关和节点的信号质量和丢包率，测试人员手持节点在 7 个位置拉距。
2 跨江测试环境
正如 https://blog.csdn.net/jiangjunjie_2005/article/details/86012877
《最大化 LoRa 长距离，您应该知道的完整秘籍》所述，环境是制约无线通信距离的重要因素，它可能导致 10 倍的差距。
为此，我们挑选了尽可能空旷的地区----跨湘江，沿绕城高速。该地区没有高层建筑，树木较稀疏，是一个较理想的环境。
3 部署网关
GW#1：DevEUI = 000490FFFE913AF6，部署在 32 层楼顶
GW#2：DevEUI = 000485FFFE9A40C3，部署在 14 层阳台
4 测试条件和方法
|
|
BW |
SF |
FEC |
Frequency |
TxPwr |
RxSensitivity |
| Gw |
125k |
12 |
4/5 |
486.3~487.7MHz |
23dBm |
-140dBm |
| DEMO |
20dBm |
-137dBm |
首先，将 Gw 和 DEMO 的 LoRa 射频参数设置成上表所示。
参考 https://blog.csdn.net/jiangjunjie_2005/article/details/84234196
《免手持仪，零成本拉距测试 LoRa 信号质量》所述，基于智能手机就可以拉距测试信号质量和丢包率。
5 测试点和数据
5.1 测试一 1.3 公里
丢包率=0%，信号质量极佳：SNR 为正值，说明信号能量远高于噪声。
5.2 测试二 3.4公里
丢包率=0%，信号质量较好：RSSI 约 -110dBm， SNR 约 -4dB。
5.3 测试三 4.0公里
丢包率=0%，信号质量较好：RSSI 约 -125dBm， SNR 约 2dB。
5.4 测试四 4.5公里
丢包率 < 5%，信号质量一般：RSSI 约 -130dBm， SNR 约 -13dB。
5.5 测试五 5.0公里
丢包率 < 5%，信号质量偏低：RSSI 约 -130dBm， SNR 约 -17dB。
5.6 测试六 5.5公里
丢包率 < 20%，信号质量偏低：RSSI 约 -113dBm， SNR 约 -13dB。
5.7 测试七 6.0公里
丢包率 < 45%，信号质量偏低：RSSI 约 -129dBm， SNR 约 -13dB。
6 结论
相比其他无线通信技术，LoRa 最大的优势是“长距离”，因此，本次拉距测试 6 公里是意料之中。
另外，有 3 个意料之外的测试结果。
1 远距离时，全向天线也有方向性
我们在“5.0 公里，金霞立交桥”处测试时发现：仅当 DEMO 天线调整到“90度”时，它才能与网关良好通信；其他 3 个角度（0，180，270）不理想。
2 网关位置胜于高度
我们在“6.0 公里”处测试时发现：部署在 32 层楼顶的 Gw#1 无法与 DEMO 通信，反而，部署在 14 层阳台的 Gw#2 能与 DEMO 通信（尽管丢包率高）。
3 丢包率胜于信号质量
| 位置 |
PER |
RSSI |
SNR |
| 4.5 公里，芙蓉北路 |
< 5% |
-130dBm |
-13dB |
| 5.5 公里，京广铁路 |
< 20% |
-113dBm |
-13dB |
对比上表，让人惊讶的是：“5.5 公里，京广铁路”的信号质量比“4.5 公里，芙蓉北路”还要好，但是前者的丢包率高出 4 倍。
可见，丢包率才是王道，信号质量供参考。