2020年，Semtech發(fā)布了LoRa Edge™地理定位平臺以及LR1110芯片組，目前已經(jīng)具備多頻段能力。2022年，Semtech發(fā)布全新LoRa Edge LR1120芯片組，支持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實現(xiàn)直接衛(wèi)星通信，幫助供應(yīng)鏈管理和物流行業(yè)在全球范圍內(nèi)部署互聯(lián)互通、低功耗的地理定位設(shè)備。1ivesmc

1ivesmc

可全球通用且支持衛(wèi)星通信頻段的LoRa芯片

據(jù)介紹，LoRa Edge LR1120芯片組是LoRa面向物流和資產(chǎn)管理領(lǐng)域的一款最新產(chǎn)品，擁有諸多特色：1ivesmc

• LoRa多頻段收發(fā)通信功能（Sub-GHz、2.4GHz和用于衛(wèi)星通信的授權(quán)S頻段），以及多種地理定位技術(shù)融合（如室外使用GNSS，在室內(nèi)及衛(wèi)星信號弱的區(qū)域使用Wi-Fi）；
• LoRa Cloud地理定位計算由設(shè)備端轉(zhuǎn)移至云端，電池僅需一次部署就可以長時間使用；
• 支持GPS和北斗等全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)；
• 硬件加密引擎，增強安全性。

此次芯片升級是基于怎樣的研判？Semtech中國區(qū)銷售副總裁黃旭東表示，LoRa是物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)。最開始Semtech主要是開發(fā)LoRa的數(shù)據(jù)傳輸功能，比如將溫度數(shù)據(jù)回傳到網(wǎng)關(guān)中。后來針對物聯(lián)網(wǎng)市場中的定位需求，在LoRa的連接基礎(chǔ)上增加了低功耗定位功能，這就是LoRa Edge LR1110。1ivesmc

1ivesmc

在LR1110的基礎(chǔ)上，Semtech又進行了擴展，在LR1120中加入了衛(wèi)星通信和2.4GHz全球通用頻段。因為在海洋、沙漠等沒有網(wǎng)絡(luò)覆蓋的空曠區(qū)域，需要通過衛(wèi)星通信來實現(xiàn)定位功能，比如船舶在國際海運中就會用到2.4GHz頻段，在空曠的地方回傳信號時可以通過衛(wèi)星通信，從而實現(xiàn)了全球范圍的覆蓋。這是根據(jù)客戶和市場的需求，一步一步進行技術(shù)升級的。1ivesmc

當下，LoRa Edge LR1120是唯一一個可以全球通用的且支持衛(wèi)星通信頻段的LoRa芯片，同時具有低功耗的優(yōu)勢。海運物流管理的市場空間廣闊，對衛(wèi)星定位的需求也很大。1ivesmc

1ivesmc

如何實現(xiàn)從區(qū)域覆蓋到全球部署？

從技術(shù)層面來看，相比LR1110，LoRa Edge LR1120增加了衛(wèi)星通信S頻段和2.4GHzLoRa兩個頻段——衛(wèi)星通信S頻段，覆蓋從1.9GHz到2.2GHz的頻率；在2.4GHz頻段，LR1120支持該頻段的LoRa調(diào)制和FSK調(diào)制。同時，LR1120還保留了常見的Sub-GHz LoRa頻段，以及LR1110的GNSS掃描以及Wi-Fi掃描這兩個全球功耗最低的定位技術(shù)。1ivesmc

LR1110芯片的組成部分包括：保證芯片安全的加密引擎；Sub-GHz頻段的LoRa收發(fā)器（如常用的SX1276和SX1262芯片）；Wi-Fi無源掃描接口；全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）掃描接口等。其中，衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)會通過各種協(xié)議發(fā)送到LoRa Cloud，在云端被解析成為定位數(shù)據(jù)。1ivesmc

LR1120最主要的升級體現(xiàn)在收發(fā)技術(shù)上。LR1110中只有Sub-GHz這一種收發(fā)通信技術(shù)，現(xiàn)在增加了衛(wèi)星通信S頻段和2.4GHz這兩種收發(fā)通信技術(shù)。1ivesmc

如果用芯片做成一個模組或產(chǎn)品，用于接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)。收到衛(wèi)星或者Wi-Fi數(shù)據(jù)后，原先的LR1110傳輸?shù)胶笈_只能通過LoRa Sub-GHz一種方式。而LR1120提供了更多的傳輸手段，它既可以使用2.4GHz的無線通道把數(shù)據(jù)傳出去，也可以通過S頻段傳出去。此外，還能通過LR1120接收來自于LoRa Sub-GHz、衛(wèi)星和2.4GHz的數(shù)據(jù)，相當于從原先的單個收發(fā)機升級成了三組收發(fā)機，系統(tǒng)也擁有了更高的擴展性。1ivesmc

至于LR1110和LR1120芯片的架構(gòu)框圖對比：在尺寸和引腳方面都是完全一致的，也可以完全兼容。如果開發(fā)完LR1110方案后再把LR1120貼上去，也是可以使用的。但若是將LR1110用到開發(fā)完成LR1120的設(shè)計上，則無法實現(xiàn)2.4GHz和衛(wèi)星通信功能。1ivesmc

1ivesmc

所以，研發(fā)2.4GHz頻段LoRa的原因是：首先，Sub-GHz和2.4GHz是不同的。Sub-GHz的頻段在全球各個區(qū)域的頻率和頻點規(guī)范不同。而2.4GHz的LoRa在全球的頻段是完全一樣的。所以，如果有一個可在全球使用的2.4GHz LoRa，那它在全球各個領(lǐng)域的應(yīng)用也都是一樣的，比如使用2.4GHz頻段的追蹤器可在全球范圍內(nèi)使用。1ivesmc

同時，衛(wèi)星頻段也可以全球通用，只要設(shè)備是在全球任何一個被衛(wèi)星覆蓋的地方，就可以與衛(wèi)星進行通信。因此，LR1120芯片就具有完全的互操作性。1ivesmc

基于此，多種無線通信技術(shù)進行有機組合成為可能。1ivesmc

多種無線通信技術(shù)有機組合，實現(xiàn)“全球無死角”

1ivesmc

眾所周知，Sub-GHz只能在一個國家或特定區(qū)域內(nèi)工作，一旦到其他區(qū)域，就需要對頻率進行調(diào)整，即其無法在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)全覆蓋部署。同時，在沙漠、海洋和高空等沒有網(wǎng)關(guān)和基站的區(qū)域中，如果想實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)無縫覆蓋，就只能使用衛(wèi)星通信技術(shù)。1ivesmc

現(xiàn)在的衛(wèi)星技術(shù)頻段包括衛(wèi)星通信S頻段和Sub-GHz ISM頻段。1.9-2.2 GHz是專用的衛(wèi)星頻段，在LR1120發(fā)布之前，LoRa在近地衛(wèi)星的應(yīng)用只能采用Sub-GHz的ISM頻段。LoRa的衛(wèi)星通信具備“全球無死角” 的能力，其缺點是現(xiàn)在的衛(wèi)星覆蓋不夠多，且實時性較差。1ivesmc

如果LoRa Sub-GHz在某個特定區(qū)域?qū)崿F(xiàn)了高覆蓋率，那么這個時候就可以使用Sub-GHz進行通信。但當需要對在不同國家航行的海運設(shè)備進行實時追蹤時，則適合使用2.4GHz的頻率進行追蹤和通信。1ivesmc

“因此，將這三個技術(shù)進行有機組合后，可以有效覆蓋制造、分銷、航運/海運、海關(guān)、入庫、陸地運輸和抵達客戶等各個環(huán)節(jié)，并且實現(xiàn)高效率、低功耗和低成本。”Semtech中國區(qū)LoRa市場戰(zhàn)略總監(jiān)甘泉展望道，“同時，因為整套的網(wǎng)絡(luò)都通過同一個芯片支持，實現(xiàn)所有的功能不會增加成本。”1ivesmc

在衛(wèi)星通訊方面，LoRa通信最常用到的是近地衛(wèi)星，它的距離大概是200-1500千米。LoRa可以在這一范圍內(nèi)進行長距離傳輸。在實際的場景中，LoRa終端上傳到衛(wèi)星的過程并不需要特別大的天線和功率。只要將傳統(tǒng)的LoRa傳感器放置在露天場景中，就可以跟近地衛(wèi)星進行通訊。如果使用S頻段，則可以有更好的頻段資源，受到的干擾更小，傳輸?shù)男Ч矔谩?span style="display:none">1ivesmc

在LoRa芯片支持S頻段之前， LoRa設(shè)備在國內(nèi)外已經(jīng)被部署在很多近地衛(wèi)星通信的場景中，但是現(xiàn)階段這種方式存在一定的局限性：首先，LoRa只有等到近地衛(wèi)星在其上方通過時才能上傳數(shù)據(jù)。如果近地衛(wèi)星的數(shù)量不夠多，LoRa設(shè)備則無法持續(xù)上傳。其次，如果使用的是 ISM頻段，衛(wèi)星會受到很多干擾。而S頻段的使用則可以有效解決ISM頻段干擾的問題，更多高質(zhì)量的解決方案也應(yīng)運而生。1ivesmc

如今，近地衛(wèi)星成為熱門——SpaceX目前在近地衛(wèi)星軌道上運行著很多顆衛(wèi)星，國內(nèi)也有很多機構(gòu)發(fā)射了大量的低軌近地衛(wèi)星，這促使近地衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)形成了良好部署。它可以對地球進行全覆蓋，從而應(yīng)用到更多場景中。在沒有網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的海事或自然保護區(qū)的偏遠地區(qū)中，對LoRa近地衛(wèi)星通信的應(yīng)用需求是非常大的。隨著技術(shù)的不斷進步，和近地衛(wèi)星行業(yè)的發(fā)展，相信今后會有大量的應(yīng)用都會采用衛(wèi)星通信以及LoRa芯片。1ivesmc