繼續講解！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、下雪等情況發生時仍然滿足通信質量要求，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射功率要有一個增量。在暴雨天，衛星直播經常會中斷就是這個原因。

如何產生極化的呢？

這些內容在電磁場那門課里面有涉及！

衛星通信中研究天線輻射遠場區中的橫電波（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。

本章的作業來了?。。?span style="text-align: justify;">若要求某GEO衛星系統地球站的極化角，需要知道哪些參數？仿真BPSK調制解調器程序。未完，待續！

專業知識分享

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，市場呈現百家爭鳴的態勢。

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

2013年8月，Semtech公司向業界發布了一種新型的基于1GHz以下頻譜的超長距低功耗數據傳輸技術（LoRa，Long Range）的芯片。Lo Ra主要面向物聯網應用，其接收靈敏度可達-148dBm，與業界其他先進水平的Sub-GHz芯片相比，最高的接收靈敏度改善了20dB以上，確保了網絡連接的可靠性。LoRa功耗極低，一節五號電池理論上可供終端設備工作10年以上。同時，Lora使用線性調頻擴頻調制技術，即可保持像頻移鍵控（FSK）調制相同的低功耗特性，又明顯增加了通信距離，提高了網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送也不會相互干擾），因此在此基礎上研發的集中器/網關能夠并行接收并處理多個節點的數據，大大擴展了系統容量。

Lora技術經過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，目前已成為新物聯網應用和智慧城市發展的重要基礎支撐技術。在運營模式、抗干擾能力、完整的生態系統、組織推廣力度上，LoRa比Sigfox更具有優勢。

LoRa采用線性擴頻調制技術，高達157dB的鏈路預算使其通信距離可達15km以上（與環境有關），空曠地方甚至更遠。相比其他廣域低功耗物聯網技術（如Sigfox），Lora終端節點在相同的發射功率下可與網關或集中器通信更長距離。LoRa采用自適應數據速率策略，最大網絡優化每一個終端節點的通信數據速率、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網絡工作在非授權的頻段，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是聯盟針對LoRa終端低功耗和網絡設備兼容性定義的標準化規范，主要包含網絡的通訊協議和系統架構。LoRa WAN的標準化保證了不同模塊、終端、網關、服務器之間的互操作性，物聯網方案提供商和電信運營商可以加速采用和部署。

LoRa網絡架構由終端節點（內置LoRa模塊）、網關（或集中器）、網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）終端節點（含傳感器）：包括物理層、MAC層和應用層的實現，使用LoRa線性擴頻調制技術，遵守LoRa WAN協議規范，實現點對點遠距離傳輸。

（2）網關/集中器：完成空中接口物理層的處理。網關負責接收終端節點的上行鏈路數據，然后將數據聚集到一個各自單獨的回程連接，解決多路數據并發問題，實現數據收集和轉發。終端設備采用單跳與一個或多個網關通信，所有的節點均是雙向通信。網關和網絡服務器通過以太網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）網絡服務器：負責進行MAC層處理，包括消除重復的數據包、自適應速率選擇、網關管理和選擇、進程確認、安全管理等。

（4）應用服務器：從網絡服務器獲取應用數據，管理數據負載的安全性，分析及利用傳感器數據，進行應用狀態展示、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送。每個終端節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信號來保持和網絡的同步，以便在下行調度的時間上進行信息監聽，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類終端僅在發射數據的時刻停止下行接收窗口，適用于大量下行數據的應用。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務，C類模式的時延最小。

修訂記錄

20190228 完成初稿；

20221226 修訂內容v2；