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LoRaWAN通信频段全解析:数据速率、功率与负载配置指南

一、引言:LoRaWAN频段配置的核心意义

LoRaWAN作为低功耗广域网(LPWAN)的主流协议之一,LoRaWAN通信频段的配置直接影响设备的传输距离、数据吞吐量与功耗表现。不同国家和地区因无线电频谱管理规范差异,衍生出EU868、US915、CN470等多个频段标准。本文将系统梳理LoRaWAN各频段的数据速率最大功率最大发送负载核心参数,为物联网设备开发与网络部署提供合规性与性能优化参考。

二、LoRaWAN频段详解

LoRaWAN各频段从扩频因子到传输效率数据速率配置介绍,LoRaWAN数据速率由调制方式(LoRa/FSK)扩频因子(SF)带宽(BW)共同决定,不同频段支持的配置组合差异显著。以下为主要频段的详细参数:

1、欧洲/亚洲主流频段(EU868/AS923/RU864)

共性特征:支持LoRa调制(SF7-SF12)与FSK调制,数据速率覆盖250bps~50kbps,无上下行速率分离。

频段

数据速率配置(SF/带宽)

物理数据率(bit/s)

备注

EU868/RU864/AS923

0:LoRa SF12/125kHz

250

最低速率,最远传输距离

1:LoRa SF11/125kHz

440

2:LoRa SF10/125kHz

980

3:LoRa SF9/125kHz

1760

4:LoRa SF8/125kHz

3125

5:LoRa SF7/125kHz

5470

6:LoRa SF7/250kHz

11000

高带宽模式

7:FSK 50kbps

50000

最高速率,短距离传输

8~15:RFU(保留未用)

-

2美洲频段(US915/AU915)

核心差异:严格区分上行(Uplink)与下行(Downlink)速率,支持500kHz带宽高速模式。

US915频段

数据速率ID

调制方式

物理数据率(bit/s)

方向

0

LoRa SF10/125kHz

980

上行

1

LoRa SF9/125kHz

1760

上行

2

LoRa SF8/125kHz

3125

上行

3

LoRa SF7/125kHz

5470

上行

4

LoRa SF8/500kHz

12500

上行

8

LoRa SF12/500kHz

980

下行

9

LoRa SF11/500kHz

1760

下行

10

LoRa SF10/500kHz

3900

下行

11

LoRa SF9/500kHz

7000

下行

12

LoRa SF8/500kHz

12500

下行

13

LoRa SF7/500kHz

21900

下行

5~7、14~15

RFU

-

AU915频段

上行(0~6):与US915上行配置一致,新增SF8/500kHz(数据速率6,12500bps)。

下行(8~12):与US915下行配置相同,最高速率12500bps(SF8/500kHz)。

3、亚太其他频段(CN470/KR920/IN865/EU433)

区域特性CN470(中国)、KR920(韩国)等频段数据速率配置简化,仅支持LoRa调制,无FSK模式。

频段

数据速率ID

调制方式(SF/带宽)

物理数据率(bit/s)

备注

CN470/KR920

0~5

LoRa SF12~SF7/125kHz

250~5470

仅支持125kHz带宽

IN865/EU433

0~5

LoRa SF12~SF7/125kHz

250~5470

EU433支持FSK 50kbps

三、各频段最大功率配置:EIRP限制与实际功率计算

LoRaWAN设备发射功率需符合当地频谱法规,通常以最大等效全向辐射功率(EIRP)为基准,实际发射功率需扣除天线增益(协议默认天线增益已计入EIRP,实际功率比设定值低2.15dBm)。

1、欧洲/亚洲频段(EU868/AS923/RU864)

EU868/RU864/AS923Max EIRP=+16dBm,功率配置以2dB步进递减。

发射功率配置

实际EIRP(dBm)

发射功率配置

实际EIRP(dBm)

0

16

4

8

1

14

5

6

2

12

6

4

3

10

7

2

2、美洲/大洋洲频段(US915/AU915)

l US915频段:协议规定模块最大功率22dBm,发射功率计算公式:功率(dBm)=30 - 2×TXpower(配置0时为30dBm,需手动降至22dBm合规)。

l AU915频段Max EIRP=+30dBm,配置1~10以2dB步进递减,实际模块功率限制22dBm。

3亚太其他频段(CN470/KR920/IN865)

频段

Max EIRP(dBm)

功率配置规则

关键限制

CN470

19.15

配置0为最大值,1~7以2dB递减

RFU配置

KR920

14

EU868,功率范围2~14dBm

韩国频谱限制较严格

IN865(印度)

30

配置0~10以2dB步进递减

模块最大功率22dBm

四、各频段最大发送负载:MAC层与物理层数据容量

LoRaWAN设备单次发送的最大数据长度受数据速率影响,分为带MAC报文头(M)与不带MAC报文头(N)两种场景,N值为实际可承载的应用层数据长度。

频段

数据速率ID

M(带MAC头,字节)

N(不带MAC头,字节)

备注

EU868

0~2

59

51

低速率下负载固定

3~7

123~250

115~242

高速率支持更大负载

US915(上行)

0

19

11

SF10/125kHz负载最小

3~4

250

242

最高负载与EU868一致

1、欧洲/美洲主流频段

频段

数据速率ID

M(带MAC头,字节)

N(不带MAC头,字节)

备注

EU868

0~2

59

51

低速率下负载固定

3~7

123~250

115~242

高速率支持更大负载

US915(上行)

0

19

11

SF10/125kHz负载最小

3~4

250

242

最高负载与EU868一致

2、亚太频段(CN470/KR920/IN865)

l 共性规律:数据速率ID 0~2(SF12~SF10)负载统一为M=59、N=51;ID 3~5(SF9~SF7)负载提升至M=123~250、N=115~242。

l 特殊说明IN865支持FSK 50kbps模式,最大负载M=N=250/242字节,与LoRa高速率模式一致。

五、LoRaWAN频段配置的核心考量

l 合规性优先:需根据部署地区选择对应频段(如中国用CN470,欧洲用EU868),避免频谱违规导致设备禁用。

l 速率与距离平衡:低SF(如SF7)适合高数据速率(5470bps)、短距离传输;高SF(如SF12)适合长距离(10km+)、低速率场景。

功率与负载优化:远距离应用选择高EIRP配置(如EU868配置0=16dBm),大数据量传输需匹配高速率(如DR4以上)以提升负载容量。

通过本文配置指南,开发者可快速匹配应用需求与频段参数,实现LoRaWAN设备的高效、合规部署。

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