SX1262 實驗室 #5：解剖無線電信封 —— Preamble、IQ Inverted 與 CRC 機制

作者：ZeroGrid 實驗室

在軟體工程師眼裡，發送 Hello 只是送出 5 個 Bytes。但在無線電工程師眼裡，這 5 個 Bytes 被層層包裹。SX1262 的物理層 (PHY) 會自動加上四層包裝，就像一個標準的快遞信封。

Packet Format

我們必須透過 SetPacketParams 指令來定義這個信封的規格。

Preamble 是一連串重複的標準 Chirp 訊號。

頻譜長什麼樣？ 如果你用 SDR (軟體無線電) 去看 LoRa 的 Preamble，你會看到一排整齊的、向右上方傾斜的斜線 /// (Up-Chirps)。這就像是無線電裡的「連續音階」，從低音掃到高音。
為什麼預設是 8 Symbols？ 接收端的晶片需要時間從睡眠中醒來、對齊這些斜線 (Time Synchronization) 並鎖定頻率 (Frequency Lock)。
- < 4 Symbols：接收端來不及鎖定，直接錯過。
- > 12 Symbols：雖然穩，但浪費時間。
- ZeroGrid 選擇：8 Symbols。

聽到了 Preamble 鬧鐘後，SX1262 會醒來檢查 Sync Word。 Sync Word 通常是由兩個反向 Chirp (Down-Chirps) 組成的特殊圖樣。

反應機制：錯了會怎樣？
- Preamble 沒收到：晶片根本不會醒來，繼續睡。
- Sync Word 錯誤：晶片醒來了，但發現「這不是我的網段」，直接丟棄封包，繼續回去睡，完全不通知 MCU (沒有中斷)。這就是為什麼我們用私有 Sync Word (0x1424) 可以過濾掉別人的干擾。

過了 Sync Word 這一關，接下來就是讀取「快遞單 (Header)」。在 Explicit Header (顯式表頭) 模式下，這張單子包含了三個重要資訊：

Payload Length (1 Byte)：
1. 告訴接收端：「後面跟著的資料有幾個 Byte」。
2. 最大值：255 Bytes。這是 LoRa 單一封包的物理極限。
Coding Rate (CR)：
- 告訴接收端：「這包肉裡面混了多少骨頭 (修復碼)」。
- 為什麼要放在 Header？ 因為不同的 CR (如 4/5 vs 4/8)，Payload 的實際編碼內容是完全不同的。接收端必須先知道 CR，才能正確地將修復碼剝離，還原出原始資料。
Header CRC：

這是隱形的。Header 自己也有一個 CRC 校驗。如果 Header 壞了（例如長度讀錯），接收端會直接報錯 IRQ_HEADER_ERR 並丟棄封包，因為它根本不知道後面該怎麼讀。

Header 讀懂了，終於可以讀 Payload (資料本體)。在 Payload 的最後面，SX1262 會自動附上 2 Bytes 的 Payload CRC (如果開啟 crc_on)。

反應機制：CRC 錯了會怎樣？
- 情況：資料傳輸途中被雜訊干擾，導致內容損壞。
- 動作：SX1262 會計算收到的資料 CRC，跟封包尾巴的 CRC 比對。
- 結果：如果不符，晶片會產生 IRQ_CRC_ERR 中斷，並在 Status Register 中標記 PayloadCrcError。
- ZeroGrid 策略：我們收到 CRC_ERR 會直接丟棄該包資料，絕不把錯誤的指令交給上層處理。

在 SetPacketParams 中，有一個神秘的參數叫 IQ Inverted。

原理：
- Standard IQ (False)：發送的是 Up-Chirps (頻率由低到高 ///)。
- Inverted IQ (True)：發送的是 Down-Chirps (頻率由高到低 \\\)。這就像是把 I/Q 訊號的路徑對調了。
用途：由於 Up-Chirps 和 Down-Chirps 是正交的（互不干擾），這通常用於 LoRaWAN Gateway 場景。
- Gateway -> Node (下行)：使用 Inverted IQ。
- Node -> Gateway (上行)：使用 Standard IQ。
- 目的：防止節點聽到彼此的發射訊號（因為節點只聽 Inverted），避免同頻干擾。
ZeroGrid 設定：因為我們是 P2P (對等通訊)，大家地位平等，所以一律關閉 IQ Inverted (false)，大家都用 Standard IQ。

我們用指令來驗證晶片對錯誤的反應。

Long Preamble Signal

我們現在完全看懂了這個信封。但如果空氣中充滿了別人的信封（Preamble），我們貿然發射就會撞車。下一篇 #6 禮貌的通訊者，我們將探討 CAD (通道活動檢測)，教你的 ZeroGrid 如何「先聽後說」，在開口前先確認空氣是乾淨的。