О модуляции LoRa для IoT: свойства формы сигнала и спектральный анализ

Важной техникой модуляции для Интернета вещей (IoT) является предложенная Альянсом LoRa (низкое энергопотребление, большая дальность) модуляция. В этой работе мы анализируем M-арную модуляцию LoRa во временной и частотной областях. Сначала дается описание сигнала во временной области и показано, что LoRa представляет собой безпамятную модуляцию с непрерывной фазой. Определена взаимная корреляция передаваемых форм сигналов, что доказывает, что LoRa можно считать приближенно ортогональной модуляцией лишь при больших значениях M. Затем исследуются спектральные характеристики сигнала, модулированного случайными данными, и получено закрытое выражение спектра через функции Френеля. Довольно неожиданно установлено, что у LoRa присутствуют как непрерывный, так и дискретный спектры, при этом дискретный спектр содержит ровно долю 1/M от общей мощности сигнала.