Particularités de la modulation LoRa

La modulation LoRa est utilisée dans l'Internet des Objets, pour connecter par voie hertzienne des objets communicants émettant des faibles volumes de données sur des distances n'excédant pas 15 km.

Le procédé de modulation est emprunté à la technologie RADAR, et consiste à élaborer, pendant la durée de transmission de chaque information à émettre, une onde sinusoïdale su(t) présentant, autour d'une fréquence porteuse fc, une variation linéaire de fréquence.

Cette onde sinusoïdale dont la fréquence varie linéairement en fonction du temps est appelée CHIRP (Compressed High Intensity Radar Pulse).

Comme la fréquence croît au cours du temps, on parle d'Upchirps,

et le signal modulé est appelé su(t)

L'image suivante illustre l'évolution de l'amplitude et de la fréquence du signal su(t) lors de l'élaboration de 3 upchips :

élaboration de 3 upchirps successifs

Transposé dans le domaine des fréquences audibles, nous obtiendrions ceci :

Génération de 3 urchips

Exemple

Soit à transmettre le message m(t) suivant,

constitué des 8 données successives 0, 0, 64, 128, 192, 128, 0 et 192

Le modulateur LoRa va donc générer le signal su(t) constitué de 8 upchirps autour de la fréquence porteuse fc = 868 MHz

Selon notre transposition dans le domaine audible, nous obtenons l'émission suivante :

modulation LoRa d'un message de 8 symboles en upchirps (simulation audio)

Remarque

On voit que la valeur de la donnée à transmettre définit

  • la fréquence à laquelle commence l'urpchip

  • L'instant où le chirp présente une discontinuité.

Ce type de modulation à étalement de spectre est très différent des modulations habituelles (modulations d'amplitude AM, de fréquence FM ou de phase PM) que nous étudierons, notamment en activité de simulation.