LoRa升級！可支持衛星通信，將解鎖哪些新應用？【IOTE 深圳物聯網展】-深圳物聯網展新聞-IOTE國際物聯網展

文章正文

LoRa升級！可支持衛星通信，將解鎖哪些新應用？【IOTE 深圳物聯網展】

發布時間：2022-04-06

2021下半年，英國太空初創公司SpaceLacuna首次使用荷蘭Dwingeloo的射電望遠鏡從月球上反射回LoRa信息。從數據捕獲的質量來看，這絕對是一次令人印象深刻的實驗，因為其中一條消息甚至包含完整的LoRaWAN?幀。

接收到的消息頻譜圖，包含調制的呼號“PI9CAM”

接收信號的延遲多普勒圖

據悉，LacunaSpace 使用一組低地球軌道衛星從與Semtech 的 LoRa設備和地面無線射頻技術集成的傳感器接收信息。衛星在距地面500 公里處每100 分鐘在地球兩極上空盤旋一次。隨著地球自轉，衛星覆蓋全球。LoRaWAN由衛星使用，它可以節省電池電量，并且消息會在短時間內存儲，直到它們通過地面站網絡。然后將數據中繼到地面網絡上的應用程序，或者可以在基于Web 的應用程序上查看。

此次，LacunaSpace發出的LoRa信號持續了2.44 秒后被同一芯片接收，其傳播距離大約730360公里，截至目前，這或許是LoRa消息傳輸的最遠距離。

要說基于LoRa技術的星地通信，其實早在2018年 2 月的TTN(TheThings Network)大會上，就已經取得了里程碑式的進展，證明了LoRa 可在衛星物聯網下應用的可能性。在當時現場演示中，接收機捕捉到了從低軌衛星傳來的LoRa信號。

如今，利用現有的低功耗遠距離物聯網技術，如LoRa或NB-IoT，為全球各地的物聯網設備和在軌衛星之間提供直接通信，可以被視為低功耗廣域網市場的一部分。在其商業價值在被大范圍認可之前，不妨礙這些技術成為一個很有意思的應用方向。

Semtech發力LR-FHSS

填補物聯網連接的市場空白

早在前幾年，Semtech就開始發力LR-FHSS，并于2021年年底正式宣布LoRa平臺增加對LR-FHSS的支持。

所謂LR-FHSS，即長距離-跳頻擴頻，英文全稱為LongRange – Frequency Hopping SpreadSpectrum。同LoRa一樣，也是一種物理層調制技術，其性能大部分與LoRa保持一致，如靈敏度、帶寬支持等。

LR-FHSS理論上可支持數以百萬計的終端節點，這顯著提高了網絡容量，解決之前制約著LoRaWAN發展的信道擁塞問題。此外，LR-FHSS還具有高抗干擾性，可通過提高頻譜效率來緩解數據包沖突，并擁有上行鏈路跳頻調制能力。

集成LR-FHSS功能后，LoRa更適用于終端密集、數據包多的應用場景。也因此，集成了LR-FHSS功能的LoRa衛星項目具備多重優勢：

一是，可接入十倍于LoRa網絡的終端容量;

二是，傳輸距離更遠，可達600-1600km;

三是，抗干擾性更強;

四是，實現了更低的成本，包括管理和部署成本(不需要額外開發硬件，自身具備衛星通訊能力)。

據悉，Semtech的LoRaSX1261、SX1262收發器和 LoRaEdgeTM 平臺以及V2.1網關參考設計均已支持LR-FHSS。因此，在現實應用中，通過LoRa終端與網關分別進行軟件升級與更換，即可先提升網絡容量和抗干擾能力，而對于已經部署了V2.1網關的LoRaWAN 網絡，運營商可以通過簡單的網關固件升級來啟用新功能。

集成LR-FHSS

LoRa不斷拓展應用版圖

此前，物聯網市場研究機構BergInsight發布了一份衛星物聯網的調研報告，數據顯示，雖然受到新冠疫情的不利影響，2020年全球衛星物聯網用戶數仍然實現增長，總規模達到340萬;預計未來幾年全球衛星物聯網用戶年復合年增長率將高達35.8%，在2025年將達到1570萬。

目前，全球僅有10%的地區可以訪問衛星通信服務，這為衛星物聯網的發展提供了廣闊的市場空間，也是低功耗衛星物聯網的機會。

LR-FHSS也將在全球范圍內推動LoRa部署的發展，LoRa平臺增加對LR-FHSS的支持后，不僅有助于其為偏遠地區提供具有更高性價比、無處不在的連接服務，更標志其向在人口稠密地區實現大規模物聯網部署邁出了重要一步，將進一步推動LoRa的全球部署以及進一步拓展創新應用：

支持衛星物聯網服務

LR-FHSS讓衛星能夠連接到全球的廣大偏遠地區，支持無網絡覆蓋區域的定位和數據傳輸需求。相關LoRa用例包括野生動物的追蹤、海上船只集裝箱定位、牧場牲畜定位、提高農作物產量的智能農業解決方案、以及用于提高供應鏈效率的全球分銷資產跟蹤等。

支持更頻繁的數據交換

在以往的LoRa應用領域中，如物流及資產追蹤、智慧樓宇及園區、智能家居、智慧社區等，由于這些應用場景下發出的信號越來越長、信號交換越來越頻繁的原因，空中的LoRa調制信號量將顯著增加。由此帶來的LoRaWAN發展的信道擁塞問題也可通過升級LoRa終端及更換網關來解決這一問題。

增強室內深度覆蓋

除了拓展網絡容量之外，LR-FHSS支持在同一網絡基礎設施中實現更深的室內終端節點，從而提高了大型物聯網項目的可擴展性。例如，LoRa是全球智能電表市場的首選技術，而增強的室內覆蓋將進深度一步鞏固其地位。

低功耗衛星物聯網入局玩家越來越多

海外LoRa衛星項目不斷涌現

麥肯錫公司曾預測，天基物聯網的產值在2025年可能達到5600-8500億美元的產值，這也許是大量企業追逐這一市場的主要原因。當前，已有近幾十家廠商提出了衛星物聯網組網計劃。

從海外市場來看，衛星物聯網是物聯網市場一個創新的重要領域。LoRa作為低功耗衛星物聯網中的一部分，在海外市場上已經有了不少應用：

2019年，Space Lacuna聯合Miromico開始對LoRa衛星物聯網項目進行商業試驗，并于次年成功應用到農業、環境監測或資產跟蹤當中。通過使用 LoRaWAN，電池供電的物聯網設備的使用壽命可以延長，節省運維成本。

IRNAS 與Space Lacuna合作探索 LoRaWAN技術的新用途，包括跟蹤南極洲的野生動物以及使用 LoRaWAN網絡的浮標，以便在海洋環境中部署密集的傳感器網絡，從而支持系泊應用和漂流。

Swarm (已被Space X收購)已將Semtech的LoRa器件集成到其連接解決方案中，從而實現近地軌道衛星間的雙向通信。為Swarm在物流、農業、聯網汽車和能源等領域開辟了新的物聯網(IoT)使用場景。

Inmarsat與Actility合作形成Inmarsat LoRaWAN網絡，該平臺以Inmarsat ELERA骨干網絡為基礎，為物聯網客戶提供豐富的解決方案，包括農業、電力、石油和天然氣、采礦、物流等行業。

……

縱觀海外市場，不僅已有不少成熟的應用該項目。很多企業的積極性也非常高，Omnispace、EchoStarMobile、Lunark等等眾多公司都在嘗試利用LoRaWAN網絡以提供更成本更低、容量更大、覆蓋范圍更廣的物聯網服務。

寫在最后

雖說，LoRa技術還可用于填補缺乏傳統網絡覆蓋的農村地區和海洋的空白，是解決“萬物互聯”的極佳路徑。

但是從國內市場角度來看，LoRa在這方面的發展仍處于起步階段。相比海外，面臨著更多的難題：需求方面，由于海事衛星的網絡覆蓋已經非常好且數據可以雙向傳輸，因此并不強勁;應用方面，國內仍然比較局限，主要盯著集裝箱項目，鑒于以上原因，國內衛星企業想要推動LR-FHSS的應用也比較難;資本方面，由于項目的不確定比較大，項目可大可小、周期很長，因此這種類型的項目很大程度上取決于資本的投入。

如需了解更多關于LoRa的前沿消息，立即參加IOTE 2022深圳國際物聯網展，還可免費參與同期通信論壇！