LoRa是怎樣實(shí)現(xiàn)定位的

1、lora是怎樣實(shí)現(xiàn)定位的1.簡介應(yīng)用對定位的要求越來越多，尤其是一些資產(chǎn)跟蹤等的應(yīng)用。按照machina research討論，到2020年底，物聯(lián)網(wǎng)將會有超過15億臺銜接設(shè)備。其中約三分之一將嚴(yán)峻依靠地理數(shù)據(jù)，60應(yīng)用將可能包括地理數(shù)據(jù)。semtech的lora地理位置解決計(jì)劃可以滿足這一需求，這些市場包括汽車、物流、消費(fèi)產(chǎn)品、保險(xiǎn)、農(nóng)業(yè)、建造等。作為一種窄帶無線技術(shù)，它是如何實(shí)現(xiàn)定位的呢？lora是用法到達(dá)時(shí)光差（time difference of arrival，tdoa）來實(shí)現(xiàn)地理定位。 下面就開看看它是怎樣實(shí)現(xiàn)的。2.lora定位原理要了解lora定位是如何工作的，就要來看看從終端

2、節(jié)點(diǎn)到服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸步驟。lora定位的前提是全部的基站或網(wǎng)關(guān)分享一個(gè)共同的時(shí)基，這一點(diǎn)十分重要。當(dāng)任何一個(gè)lorawan終端設(shè)備發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，會被其所在網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的全部網(wǎng)關(guān)接收，并且每個(gè)報(bào)文都將會報(bào)告給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。全部的網(wǎng)關(guān)都是一樣的，它們向來在全部信道上接收全部數(shù)據(jù)速率的信號。這意味著在lora終端設(shè)備上沒有開銷，由于它們不需要掃描和銜接到特定的網(wǎng)關(guān)。 被容易地喚醒，發(fā)送數(shù)據(jù)包，網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的全部網(wǎng)關(guān)都可以接收它。全部網(wǎng)關(guān)都會將接受到的相同數(shù)據(jù)包發(fā)到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，用法內(nèi)置于最新一代網(wǎng)關(guān)中的專用硬件和軟件捕捉高精度的到達(dá)時(shí)光。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端的算法比較到達(dá)時(shí)光、信號強(qiáng)度、信噪比和其他參數(shù)來計(jì)算

3、終端節(jié)點(diǎn)的最可能的位置。將來，我們期盼混合數(shù)據(jù)融合技術(shù)和地圖匹配增加來充實(shí)到達(dá)時(shí)光差，提高定位精度。為了使地理位置更精確，起碼需要三個(gè)網(wǎng)關(guān)接收數(shù)據(jù)包。更多網(wǎng)關(guān)、更密集的網(wǎng)絡(luò)會提高定位精度和容量。這是由于當(dāng)更多的網(wǎng)關(guān)接收到相同的數(shù)據(jù)包時(shí)，服務(wù)器芥酸算法會得到更多信息，從而提高了地理位置精度。lora網(wǎng)關(guān)內(nèi)部需要新一代硬件來計(jì)算地理位置中用法的一些參數(shù)，如高精度的到達(dá)時(shí)光。semtech于2016年初創(chuàng)建了新版網(wǎng)關(guān)的參考設(shè)計(jì)，在許多網(wǎng)關(guān)中勝利實(shí)現(xiàn)。參考設(shè)計(jì)包括了所需的高質(zhì)量時(shí)光戳功能，適用于獲得授權(quán)的網(wǎng)關(guān)合作伙伴。這樣就確保了多個(gè)供給商的部署都能全都地工作，提供高質(zhì)量的時(shí)光戳，從而實(shí)現(xiàn)最高質(zhì)量的地

4、理定位服務(wù)。需要重點(diǎn)注重的是，地理位置徹低依賴網(wǎng)關(guān)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此一旦網(wǎng)關(guān)升級，地理位置功能就可用于全部設(shè)備semtech還提供了一個(gè)地理位置解算程序。通用的解算程序不是專用的應(yīng)用程序，是與終端節(jié)點(diǎn)無關(guān)的，這為lora地理定位服務(wù)提供了良好的開頭。 另外，還定義了一個(gè)api，允許系統(tǒng)集成商用法第三方可能提高可用位置精度的解算算法。通過這種開放的模式，semtech鼓舞解算技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)展，確保基于lorawan的地理位置不斷改進(jìn)。當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)網(wǎng)關(guān)時(shí)，它并不知道數(shù)據(jù)包來自哪個(gè)終端設(shè)備。因此，網(wǎng)關(guān)給接每個(gè)接受到的數(shù)據(jù)包加上時(shí)光戳，并將其轉(zhuǎn)發(fā)給服務(wù)器。因?yàn)榘菰L地理位置服務(wù)是有價(jià)值的，所以這些時(shí)光戳在

5、網(wǎng)關(guān)中通過加密來庇護(hù)。時(shí)光戳被傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，semtech授權(quán)解密功能給網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商。 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器提供商可以按照訂閱的服務(wù)級別對數(shù)據(jù)舉行解密。要提供良好位置最大困難之一是削減多路徑傳輸。如下圖所示，一些數(shù)據(jù)包挺直去了網(wǎng)關(guān)，有些數(shù)據(jù)包并沒有但有一個(gè)反射信號，其他數(shù)據(jù)包兩種狀況都有。用法更多數(shù)據(jù)包傳輸來削減多路徑傳輸，可以通過更多的信道、更多的網(wǎng)關(guān)、更多天線以及用法機(jī)器學(xué)習(xí)或統(tǒng)計(jì)技術(shù)。3.lora定位的可控參數(shù)頻率分集：通過在全部可用信道上重復(fù)發(fā)送一條消息，平均來看地理位置結(jié)果有50的充實(shí)。 一個(gè)工作在8通道網(wǎng)絡(luò)上的靜態(tài)終端節(jié)點(diǎn)在8個(gè)不同信道上發(fā)送8個(gè)數(shù)據(jù)包后，那么其結(jié)果將提高50。部署網(wǎng)關(guān)

6、網(wǎng)格的外形。網(wǎng)關(guān)部署網(wǎng)格的影響約為25。 一個(gè)長的細(xì)網(wǎng)格將比一個(gè)方格網(wǎng)格差25。因此，網(wǎng)絡(luò)部署應(yīng)盡可能側(cè)重于以方形模式部署網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)分集： 普通來說，接收信號的網(wǎng)關(guān)越多，結(jié)果越精確。然而，超過6個(gè)網(wǎng)關(guān)，地理位置充實(shí)開頭變得不顯然。 3到4個(gè)網(wǎng)關(guān)，也許有25的充實(shí)，超過4個(gè)網(wǎng)關(guān)地理位置充實(shí)開頭削減。天線分集對最弱的信號影響最大。因此，假如設(shè)備在3個(gè)網(wǎng)關(guān)上處于接收良好的位置，增強(qiáng)一個(gè)弱的第四個(gè)網(wǎng)關(guān)，天線分集通常會轉(zhuǎn)變在第四個(gè)網(wǎng)關(guān)上接收到的數(shù)據(jù)包從不行用到可用。在這種狀況下，它可以提供25的地理位置充實(shí)。4.lora定位的特點(diǎn)lora geolocation是面對低功率廣域網(wǎng)的無解決計(jì)劃。 作為lora無線rf平臺的主要增加功能，semtech的lora地理位置解決計(jì)劃將能夠?qū)崿F(xiàn)作為整體解決計(jì)劃中一部分需要位置確定的應(yīng)用。這種新功能由現(xiàn)有的lora終端節(jié)點(diǎn)支持，消退了額外的成本，并且不需要額外的處理能力，同時(shí)保持?jǐn)?shù)據(jù)和位置的最佳平安性。lorawan?傳感器現(xiàn)在可以支持跟蹤應(yīng)用，通過用法到達(dá)時(shí)光差技術(shù)來確定臨近的位置。最低功耗傳感器中沒有位置任務(wù)的處理發(fā)送位置數(shù)據(jù)不需要“空中時(shí)光”可能用法盡可能小的lorawan數(shù)據(jù)包舉行地理位置定位最低成本傳