Стоит ли использовать LoRa для передачи телеметрии (тест дальности на пакете 180 байт)

Хорошие результаты по дальности при использовании технологии LoRa, подвигли к следующему — а может стоит скидывать на землю не только координаты, но и все данные, полученные в ходе полета?

Технология LoRa хороша при передачи небольших пакетов данных (в LoRa-GPS передается всего 17 байт (координаты, время, высота, питание, номер пакета). Для передачи телеметрии надо передавать существенно больший объем данных (например, давление, ускорение, скорость вращения и т.д.)

Решил проверить разные варианты настройки параметров LoRa на дальность связи при передаче пакета 180 байт (абстрактная цифра, полученная как 10 пакетов по 16 байт + общий пакет 20 байт, передаваемые раз в пять секунд).

Первая оценка — длительность пакета (*-теория, остальные значения получены на реальном макете). Здесь преамбула 16 байт, CR=4/8.

Spreading factor Полоса, кГц Длина пакета, байт Длительность, сек
11
12
62,5
20,8
17
17
2,42
12,6
7
7
7
7
7
62,5
41,7
31,25
20,8
15,6
180
180
180
180
180
1,52
2,28
3,04*
4,56
6,08*
8
8
8
8
8
62,5
62,5
41,7
31,25
20,8
30
180
180
180
180
0,54
2,56
3,84
5,12
7,68
9
9
9
9
9
9
250
125
62,5
41,7
31,25
20,8
180
180
180
180
180
180
1,10
2,20
4,40
6,58
8,80*
13,16*
10
10
10
10
10
10
250
125
62,5
41,7
31,25
20,8
180
180
180
180
180
180
1,96
3,92
7,84*
11,72
15,68*
23,44*
11
11
11
250
125
62,5
180
180
180
3,50
7,00*
14,00*
12
12
12
250
125
62,5
180
180
180
6,36
12,72*
25,44*

!!! Надо отметить, что данные получены с модулями LoRa на SX1278 c задающим генератором 26МГц (а не типовым значением 32МГц).


Для значений длительности посылки чуть менее 5 секунд провел «полевые испытания» на дальность связи.

Банку с передатчиком — в траву под лавку у забора
IMG-20230624-171209

Приемник с антенной — на голову
IMG-20230624-171143

и — в поля…

Результаты измерений
lora180byte
Здесь (SF-spreading factor, BW-bandwidth — обозначил dF):

  • желтым (SF=7, dF=20.8) — более менее стабильный прием до 300м (полоса кустарника), далее отдельные пакеты до 500м
  • фиолетовый (SF=8, dF=41.7) — стабильный прием прекратился раньше, отдельные пакеты принимались до 300м
  • красный (SF=9, dF=62.5) — дальность еще меньше (примерно до 200м)
  • голубой (SF=10, dF=125) — прием существенно дальше (300м), далее не пошел
  • синий (SF=11, dF=250) — можно считать стабильный прием до 200м. Потом пошел сильный дождь, цепи приемника видимо замкнуло — прием прекратился…

Очень «неправильные» результаты! Теория показывает, что увеличение SF сильнее сказывается на увеличении дальности, чем ее падение при увеличении полосы.

pinkoНасколько я знаю, чем выше SF, тем дальность приема будет выше, чем при снижении BW.  Я думаю, что SF11+BW 250 или SF10+BW125 — это два варианта которые можно проверить.

Т.е. голубой и синий цвета должны были бы давать более стабильный и дальний прием. Примерно так и есть, но сильно «выбивается» из правила вариант SF=7 dF=20.8!?


Файлы

Данные, полученные в результате хождений по полям gps2map 180byte 2mW