E220-900T22S(JP) LoRaの設定パラメータ(BW(帯域幅)、SF(拡散係数))と受信感度の関係

LoRaスペクトラム拡散方式で変調する際に、そのパラメータとしてBW(Bandwitdh:帯域幅)とSF(Spreding Factor:拡散係数)があります。そのBW・SFと、LoRa変調された電波の受信感度について、どのような関係があるか見ていきます。

受信感度は次式で与えられます。[¹]
$$S=-174+10\log _{10}BW+NF+SNR$$
ここで、
Sは受信感度(dBm)を表します。
BWはチャネルの帯域幅(Hz)を表します。
NFは受信機の雑音指数(dB)を表し、ハードウェア実装によって異なります。E220-900T22S(JP)モジュールで使用しているLoRaチップ(LLCC68)ではNF = 6 dBとなります。
SNRはSN比(dB)を表します。各SF(拡散係数)にはSNRの限界があり、この限界に達すると、受信機は信号を復調できなくなります。
下の表は、各SF(拡散係数)に対するSNRの限界値を示しています。[²]

したがって、上記計算式より、BW(帯域幅)を小さく、SF(拡散係数)を大きくするほど受信感度が向上します。
E220-900T22S(JP)で設定できるパラメータで計算すると以下の通りになり、BW:125kHz, SF:9のとき受信感度が一番高くなります。