據(jù)估計，地面網(wǎng)絡(luò)連接僅覆蓋了全球約10%的地表面積，世界上仍有許多地方?jīng)]有運營商網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋，也無法建立基站。而衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)通過在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與衛(wèi)星之間實現(xiàn)直接通信，有助于填補上述連接空白。LoRa?憑借遠距離的優(yōu)勢，在創(chuàng)立之初就受到衛(wèi)星通訊領(lǐng)域的關(guān)注，在國內(nèi)外都已有相關(guān)衛(wèi)星通信應(yīng)用落地。

此前，LoRa Alliance(LoRa聯(lián)盟)宣布LoRaWAN 協(xié)議支持LR-FHSS(長距離-跳頻擴頻，Long Range – Frequency Hopping Spread Spectrum)功能。目前Semtech的LoRa 芯片已經(jīng)支持LR-FHSS，通過LoRa芯片與網(wǎng)關(guān)的軟件升級，可以顯著提升網(wǎng)絡(luò)容量和抗干擾能力，實現(xiàn)從傳感器到衛(wèi)星的低功耗、可靠的直接通信。

在衛(wèi)星通訊方面，LoRa技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于畜牧業(yè)、環(huán)境管理、森林防火以及航運等領(lǐng)域。Semtech 的LoRa平臺增加對LR-FHSS的支持后，不僅有助于其為偏遠地區(qū)提供具有更高性價比、無處不在的連接服務(wù)，更標志其向在人口稠密地區(qū)實現(xiàn)大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)部署邁出了重要一步，將進一步推動LoRa的全球部署以及面向智慧工業(yè)、智慧園區(qū)等領(lǐng)域的應(yīng)用創(chuàng)新。

LR-FHSS的兩大主要特點：超大容量接入、超強抗干擾

LR-FHSS通過ISM頻段和專用頻段，能夠支持數(shù)以百萬計的終端節(jié)點，為物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供更高的可靠性，并且它顯著提高了網(wǎng)絡(luò)容量，可以解決之前一直制約LoRaWAN發(fā)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(shù)據(jù)包沖突，并擁有上行鏈路跳頻調(diào)制能力。

在運行過程中，LR-FHSS將終端節(jié)點發(fā)送的每個數(shù)據(jù)包分解成小塊(每塊大約 50 毫秒長)，并在定義的頻率帶寬(包括 137kHz、336kHz 和 1.523MHz，取決于地區(qū))上隨機擴散。此外，LR-FHSS 在不同頻率上使用冗余物理接頭，進一步提高對帶內(nèi)干擾源的調(diào)制穩(wěn)健性。

集成LR-FHSS，推動LoRa應(yīng)用拓展

在過去的二十多年里，Wi-Fi 通過擴展可用頻段(2.4GHz、5GHz 和6GHz)和通道帶寬(20MHz、40MHz、80MHz 和 160MHz)，獲得了指數(shù)式增長。與之類似，LR-FHSS 也將在全球范圍內(nèi)推動 LoRa部署的發(fā)展。

LoRa憑借生態(tài)完整、遠距離、抗干擾、低功耗、整體成本低(不需要額外開發(fā)硬件，自身具備衛(wèi)星通訊能力)等特點，在衛(wèi)星通信領(lǐng)域具有“天然優(yōu)勢”。集成LR-FHSS之后，LoRa不僅可以拓展網(wǎng)絡(luò)容量，也將更好地支持嚴苛的無線電應(yīng)用環(huán)境(室內(nèi)深處)，并且在部分地區(qū)提供增加地面連接覆蓋的可能性，從而進一步拓展應(yīng)用空間。

1. 支持衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)

LR-FHSS讓衛(wèi)星能夠連接到全球的廣大偏遠地區(qū)，支持無網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的定位和數(shù)據(jù)傳輸需求。相關(guān)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(nóng)作物產(chǎn)量的智能農(nóng)業(yè)解決方案、以及用于提高供應(yīng)鏈效率的全球分銷資產(chǎn)跟蹤等。

例如，Semtech已于2021年宣布攜手EchoStar Mobile測試集成LoRaWAN協(xié)議的衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)連接服務(wù)。EchoStar Mobile是一家移動衛(wèi)星服務(wù)提供商，通過融合衛(wèi)星和地面網(wǎng)絡(luò)在全歐洲提供連接服務(wù)。基于LoRa的衛(wèi)星服務(wù)為市場提供更低的價格，在物流、資產(chǎn)追蹤、運輸、公用事業(yè)、農(nóng)業(yè)和海事等行業(yè)將迎來發(fā)展機遇。

2. 拓展網(wǎng)絡(luò)容量，支持更頻繁的數(shù)據(jù)交換

物流及資產(chǎn)追蹤、智慧樓宇及園區(qū)、智能家居、智慧社區(qū)等一系列基于LoRa的新興用例正在不斷涌現(xiàn)。由于這些應(yīng)用場景發(fā)出的信號越來越長、信號交換越來越頻繁，空中的 LoRa 調(diào)制信號量預(yù)計將顯著增加。

LR-FHSS 可以擴展網(wǎng)絡(luò)容量并增強穩(wěn)健性，并且無需更換現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。新的LR-FHSS速率將同時支持在高功率和低速率下的有效載荷，使得最低數(shù)據(jù)速率的終端節(jié)點擁有了更大的信道容量。

隨著容量的增加，戶外或室內(nèi)LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)也可以增加更多的終端節(jié)點，并支持數(shù)據(jù)交換頻繁的設(shè)備，如工業(yè)傳感器這樣數(shù)據(jù)傳輸頻繁的設(shè)備。換言之，LR-FHSS大容量的優(yōu)勢，可以突破之前一直制約LoRaWAN發(fā)展的信道擁塞問題，支持在智慧工業(yè)和智慧園區(qū)等大容量場景中，開拓新的應(yīng)用和方案。

3. 增強室內(nèi)深度覆蓋

除了拓展網(wǎng)絡(luò)容量之外，LR-FHSS 支持在同一網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中實現(xiàn)更深的室內(nèi)終端節(jié)點，從而提高了大型物聯(lián)網(wǎng)項目的可擴展性。例如，LoRa 是全球智能電表市場的首選技術(shù)，而增強的室內(nèi)深度覆蓋將進一步鞏固其地位。

智慧城市已成為全球趨勢，LoRa平臺集成 LR-FHSS之后，將為物聯(lián)網(wǎng)解決方案帶來更為卓越的覆蓋范圍和性能，共建一個更智能、更安全、更可持續(xù)的世界。

Semtech 的LoRa SX1261、SX1262 收發(fā)器和 LoRa EdgeTM 平臺以及V2.1 網(wǎng)關(guān)參考設(shè)計均已支持 LR-FHSS。對于已經(jīng)部署了 V2.1網(wǎng)關(guān)的 LoRaWAN 網(wǎng)絡(luò)，運營商可以通過簡單的網(wǎng)關(guān)固件升級來啟用新功能。