Дальняя связь на модулях LoRa: принимаем сигнал ниже уровня шума

Приёмник уверенно вытаскивает сообщение, мощность которого примерно на 19-20 дБ ниже уровня шума. Звучит так, будто где-то жульничают с физикой, ведь в обычной модуляции символ передаётся почти мгновенно, и если шум в этот миг сильнее сигнала, различить бит невозможно. А тут сигнал тонет в шуме, и связь всё равно держится.

Никакого нарушения законов тут нет. Весь фокус в том, как устроен передаваемый символ и что делает с ним приёмник, перемножая принятую смесь с опорным сигналом. Энергия полезной части накапливается в чёткий узкий пик, а шум при том же действии ведёт себя иначе и не собирается. На этом и стоит технология, которая тянет связь на десятки километров при мощности передатчика порядка 10 мВт.