首先，我们需要了解无线通信的基本原理。无线通信的传输距离可以通过以下理论公式来计算：
\[ (P_t \cdot G_t \cdot G_r) / (d^2 \cdot L_0 \cdot L_c) = P_r \]
其中，\( P_t \) 是发射功率，\( P_r \) 是接收灵敏度，\( G_t \) 和 \( G_r \) 分别是发射端和接收端的天线增益，\( d \) 是收发天线间的距离，\( L_0 \) 是环境带来的空中传播损耗，\( L_c \) 是发射天线的馈线插损。
接下来，我们分析几个关键因素，以优化LoRa的传输距离：
1. **发射功率 \( P_t \)**：提高LoRa节点的发射功率可以直接增加传输距离。在理论计算中，每增加6dB的发射功率，传输距离就会翻倍。因此，确保节点功率调试到最大值是提高传输距离的有效手段。
2. **接收灵敏度 \( P_r \)**：降低接收端的灵敏度阈值可以增加传输距离。在LoRaWAN中，接收灵敏度会随着调制速率的变化而变化。例如，瑞科慧联的LoRaWAN网关RAK7249在125K带宽下，SF12的灵敏度比SF7低12dB，意味着SF12的传输距离是SF7的四倍。
3. **天线增益 \( G_t \) 和 \( G_r \)**：提高发射端和接收端的天线增益同样可以增加传输距离。例如，使用6dBi增益的天线与使用0dBi增益的天线相比，传输距离可以翻倍。
4. **馈线插损 \( L_c \)**：减少馈线的插损可以提升传输距离。使用较短的、阻抗匹配的连接馈线可以降低插损。
5. **环境因素 \( L_0 \)**：减少环境带来的空中传播损耗有助于提高传输距离。将LoRaWAN网关放置在较高的位置，如高楼楼顶或铁塔顶，可以减少遮挡，增加可视距离。
6. **频率的选择**：在公式中，频率与传输距离成反比。因此，选择较低的频率可以增加传输距离。在LoRa常用的频率中，传输距离的顺序为433M > 470M > 868M > 915M。
在实际布网过程中，综合考虑这些因素，合理规划网络布局，可以显著提高LoRa网络的覆盖率。例如，通过调整节点和网关的位置，使用合适的天线和馈线，以及选择合适的频率，都可以有效提升LoRa网络的传输性能。
总之，通过深入理解无线通信的原理，并针对关键因素进行优化，我们可以充分发挥LoRa的长距离传输优势，提高网络覆盖率，为各类应用提供更稳定、更可靠的无线通信解决方案。
前言
大家都知道相比其他的协议，比如WIFI、蓝牙等，LoRa最大的优势就是长距离。那如何才能使他的优势最大化的体现出来，影响的主要因素有哪些？我们需要如何布网LoRa网络，才能提高LoRa网络覆盖率？
本文从无线通信的理论公式来解释，从哪几个因素着手，以便提高实际应用中LoRa网络的传输距离。
希望查看LoRaWAN网关在城市中的实际覆盖距离的，可以参考文章LoRaWAN网关覆盖范围驾驶测试。
希望查看如何计算LoRa网关能带多少个节点的，可以参考文章一个LoRaWAN网关能支持多少个节点。
一、LoRa通信距离的理论推导过程
让我们从下面这个无线通信的理论公式来开始吧。（理论计算是在可视距离内，无遮挡，无电磁干扰的情况）
等式左边是链路中可用于衰减的量，其中Pt是发射端（一般是节点侧）的发射功率，Pr是接收端（一般是网关侧）的接收灵敏度，Gt是发射端的天线增益，Gr是接收端的天线增益。
等式右边是链路中消耗的量，其中lg函数是信号随频率和距离的衰减量，f是工作频率，d是收发天线间的距离，c是光速，Lc发射天线的馈线插损，L0是环境带来的空中传播损耗。
既然我们看的是距离，那就把上面公式推导一下，计算如下：
二、如何提高LoRa传输距离
从上面可以直观看出可以增大LoRa传输距离的主要因素如下：
1、增大Pt的值即增大LoRa节点的功率来获取更远距离。
测试时确认一下节点功率是否调试到最大值。
从理论计算，链路上每相差6dB，距离就会相差一倍。
如：在其他条件相同的情况下节点发射10dB和发射16dB时距离会相差一倍。
2、减小Pr的值，即减小接收端（网关侧）的Pr代数值来获取更远距离，也可以认为是提高接收灵敏度。
在LoRaWAN里接收灵敏度是随SF速率变化的。
例如瑞科慧联LoRaWAN网关RAK7249，在125K带宽下的SF7对应的灵敏度是-127,SF12对应的接收灵敏度是-139.SF12的灵敏度值比SF7的要小12dB,也可以说SF12比SF7灵敏度高12dB。
图1 LoRaWAN网关示例
那理论上在其他条件都相同的情况的测试，图1所示的瑞科慧联LoRaWAN网关RAK7249，在SF12速率下的测试距离应该是SF7速率下的4倍。
3、增大Gt值，即增大LoRa发射端（节点侧）的天线增益来获取更远距离。
理论上在其他条件相同的情况下，节点侧使用6dBi增益的天线测试的距离是使用0dBi增益的天线的一倍。
4、增大Gr值，即增大接收端（网关侧）的天线增益来获取更远距离。
理论上在其他条件相同的情况下，网关侧使用6dBi增益的天线测试的距离是使用0dBi增益的天线的一倍。
5、减小Lc的值，即减少发射天线馈线的插损来获取更远距离。
所以我们尽量使用较短的，阻抗匹配接近50欧姆的连接馈线。
当然PCB线路板上射频线路的阻抗也不会精准到50欧姆，也会有一定影响，但是这个PCB我们也是无法改变的。就不考虑这方面的影响了。
6、减小L0的值来获取更远传输距离。
L0是环境带来的空中传播损耗。那怎么才能减少环境带来的影响？
尽量使LoRaWAN网关处于较高位置，天线保持竖直比如高楼楼顶，比较高的铁塔顶。位置越高，受到楼房，树木等的遮挡就小。同时移动节点位置，尽量使网关和节点处在一个可视位置。
7、最后就是频率的影响，从上面公式中看出应该是减小频率来获取更远距离。从LoRa常用的频率来看,在其他条件相同的情况下传输距离433M>470M>868M>915M。
结语
以上是从理论公式上推出来所有影响LoRa传输距离的因素，后续布网中可以上因素中分析着手，来提高网络覆盖率。lw
