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ELETTRONICA OGGI 498 - NOVEMBRE/DICEMBRE 2021 60 COMM LORA vamento della portante tramite la modalità Channel Acti- vity Detection (CAD), una speciale tecnica di ricezione che consumametà dell’energia rispetto alla normalemodalità. Tuttavia, i segnali prodotti da diverse reti LoRa che opera- no su impostazioni diverse potrebbero creare interferenze e portare a falsi rilevamenti. Data l’importanza dei segnali chirp nella tecniche di modulazione che consentono a LoRa di raggiungere elevate distanze di comunicazione wireless, si ritiene utile descrivere in dettaglio i segnali chirp. Un impulso chirp è un impulso modulato in frequenza. In figura 2 viene mostrata la forma d’onda di un segnale chirp. La sua durata è un intervallo di tempo T entro il quale la frequenza cambia inmodomonotono da un valore più bas- so ad uno più alto (Up-Chirp) o inversamente, da un va- lore più alto ad uno più basso (Down-Chirp). In figura 2 è rappresentato un segnale Up-Chirp. La differenza tra que- ste due frequenze corrisponde con buona approssimazio- ne alla larghezza di banda B dell’impulso chirp. La teoria dell’informazione di base afferma che i segnali CSS sono ottimizzati quando la larghezza di banda B dell’impulso Chirp è molto più alta della velocità di trasmissione dati o data rate (R), ossia, B >> R. Nelle comunicazioni digitali, CSS è una tecnica a spettro espanso che utilizza impulsi chirp modulati in frequenza a banda larga per codificare le informazioni. La durata T dell’impulso chirp può essere scelta libera- mente. È possibile ottenere un segnale con un prodotto Larghezza di banda B-Durata T (BT) molto alto che con- sente di ottenere un segnale molto sicuro nel canale di trasmissione. Per codificare un’informazione utilizzando CSS, si può ad esempio scegliere la tecnica di modulazione On-Off-Keying (OOK) con cui, utilizzando un singolo Chirp, ad esempio Up-Chirp, si ha la codifica Up-Chirp = “1”; Null = “0” , come mostrato in figura 3. Oppure con due Chirp sovrapposti si ottengono 4 possibi- li stati: Null/UP-Chirp/Down-Chirp/ . La sovrapposizione di Up-Chirp e Down-Chirp consente una sola rete ma il dop- pio della velocità di trasmissione dati. I moduli LoRa sono disponibili in diverse gamme di fre- quenza, le più comuni sono 433 MHz, 915 MHz e 868 MHz. I moduli LoRa possono essere utilizzati per trasmettere informazioni bidirezionali a lunga distanza (anche fino a 20 km) senza consumare molta energia. La tecnologia può essere utilizzata da reti pubbliche, private o ibride e for- nisce una portata maggiore rispetto alle reti cellulari. La tecnologia LoRa può essere facilmente collegata all’infra- struttura esistente e consente applicazioni IoT a batteria a basso costo. Un esempio di modulo LoRa è il transceiver della Semtech SX1278 mostrato in figura 4. Il ricetrasmettitore SX1278 è dotato di modem LoRa ope- rante a lungo raggio che fornisce comunicazioni a spettro espanso a raggio ultra lungo e un’elevata immunità alle interferenze riducendo al minimo il consumo di corrente. Utilizzando la tecnica di modulazione LoRa brevettata di Semtech, con l’SX1278 è possibile ottenere una sensibilità di ricezione di oltre -148 dBm. L’elevata sensibilità del ri- cevitore combinata con l’elevata potenza di trasmissione dell’amplificatore di potenza integrato in grado di trasmet- tere fino a +20 dBm, garantisce l’idoneità dell’SX1278 per qualsiasi applicazione che richieda elevata portata e im- munità alle interferenze con un basso consumo energetico. Fig. 3 – Codifica Up-Chirp conmodulazione OOK Fig. 4 – Il modulo transceiver LoRa SX1278