Van Tekst naar Chirp¶
Hoe LoRa data codeert — een stap-voor-stap uitleg van bits naar radiosignaal.
Je wilt "Test" versturen¶
Laten we beginnen met iets concreets: je wilt het woord "Test" versturen via LoRa. Hoe wordt dat een radiosignaal dat kilometers ver kan reizen?
Letters worden bits¶
Elke letter heeft een ASCII-code, en die code is een getal dat we als bits kunnen schrijven:
| Letter | ASCII | Binair |
|---|---|---|
| T | 84 | 01010100 |
| e | 101 | 01100101 |
| s | 115 | 01110011 |
| t | 116 | 01110100 |
Samen is "Test" dus 32 bits.
Bits worden symbolen¶
Nu komt de Spreading Factor (SF) in beeld. Bij SF12 groeperen we bits in groepjes van 12.
Waarom 12 bits?¶
SF12 betekent: elk symbool draagt 12 bits informatie. Die 12 bits vormen samen een getal van 0 tot 4095 (want 2¹² = 4096 mogelijke waarden).
We pakken onze 32 bits en verdelen ze in groepjes van 12. Het woord "Test" wordt zo drie symbolen: 1350, 1395 en 1860.
Bit grouping visualization
Symbolen worden chirps¶
Nu de cruciale stap: hoe wordt een getal (bijvoorbeeld 1350) een radiosignaal?
De frequentieladder¶
Stel je de 125 kHz bandbreedte voor als een ladder met 4096 treden. Elk symboolnummer correspondeert met een startpositie op die ladder.
Frequency ladder diagram (tall version for visibility)
De chirp loopt de ladder op¶
Een chirp begint op zijn startpositie en loopt dan alle treden af, omhoog. Bij de top wrapt hij naar beneden en gaat verder tot hij weer bij zijn startpunt is.
Two chirps: symbol 0 (no wrap) vs symbol N (with wrap)
Hoe weet de ontvanger welk symbool het was?¶
De ontvanger doet een slimme wiskundige truc: hij vermenigvuldigt de ontvangen chirp met een lokaal gegenereerde down-chirp (dalende frequentie).
Stijgende frequentie × dalende frequentie = constante toon. De hoogte van die toon hangt af van waar de oorspronkelijke chirp begon.
Dechirp process diagram
De FFT (Fast Fourier Transform) analyseert de toon en geeft een spectrum met 4096 bins. De bin waar de energie geconcentreerd is = het symboolnummer.
Fouttolerantie: Processing Gain¶
De kracht van LoRa zit in redundantie. Bij SF12 worden 12 bits verspreid over 4096 frequentiestappen. Dit is 341× meer bandbreedte dan strikt nodig. Deze "processing gain" (~36 dB) maakt detectie onder de ruisvloer mogelijk.
Samenvatting¶
De complete keten van tekst naar radiosignaal:
Pipeline flow diagram
