2021年下半年，英国太空初创公司SpaceLacuna将使用荷兰Dwingeloo的射电望远镜首次从月球反射LoRa信息。就数据捕获的质量而言，这绝对是一个令人印象深刻的实验，因为其中一条消息甚至包含完整的LoRaWAN?帧。接收到的消息频谱图，包括调制呼号“PI9CAM”接收信号的延迟多普勒图。据悉，LacunaSpace使用一系列低地球轨道卫星从集成了Semtech的LoRa设备和地面无线射频技术的传感器接收信息。卫星在500公里的高度每100分钟绕地球两极旋转一圈。随着地球自转，卫星覆盖地球。LoRaWAN由卫星使用，可以节省电池电量，并且消息会在短时间内存储，直到它们通过地面站网络。然后，数据被中继到地面网络上的应用程序，或者可以在基于网络的应用程序上查看。这次，LacunaSpace发出的LoRa信号持续了2.44秒，被同一芯片接收。其传播距离约为730360km。截至目前，这可能是LoRa消息传输的最远距离。说起基于LoRa技术的星地通信，其实早在2018年2月的TTN（TheThingsNetwork）大会上，就已经取得了里程碑式的进展，证明了LoRa在卫星物联网应用的可能性。在当时的现场演示中，接收器捕获了来自低轨卫星的LoRa信号。如今，利用LoRa或NB-IoT等现有的低功耗远程物联网技术在全球轨道上的物联网设备和卫星之间提供直接通信可以被视为LPWAN市场的一部分。在其商业价值被广泛认可之前，并不妨碍这些技术成为一个非常有趣的应用方向。Semtech发力：LR-FHSS填补物联网连接市场空白早在几年前，Semtech就开始研发LR-FHSS，并于2021年底正式宣布LoRa平台将增加对LR-FHSS的支持。所谓LR-FHSS，即长距离-跳频扩频，英文全称是LongRange-FrequencyHoppingSpreadSpectrum。和LoRa一样，也是一种物理层调制技术，大部分性能与LoRa一致，比如灵敏度和带宽支持。LR-FHSS理论上可以支持百万级终端节点，显着提升了网络容量，解决了此前制约LoRaWAN发展的信道拥塞问题。此外，LR-FHSS还具有很高的抗干扰性，可以通过提高频谱效率来缓解数据包碰撞，并具有上行跳频调制能力。集成LR-FHSS功能后，LoRa更适合终端密集、数据包较多的应用场景。因此，集成LR-FHSS功能的LoRa卫星项目具有多重优势：第一，可接入LoRa网络十倍的终端容量；二是传输距离更远，可达600-1600km；三是抗干扰能力更强；四是实现成本更低，包括管理和部署成本（不需要额外开发硬件，具备卫星通信能力）。据悉，Semtech的LoRaSX1261、SX1262收发器、LoRaEdgeTM平台和V2.1网关参考设计均支持LR-FHSS。因此，在实际应用中，首先可以通过升级更换LoRa终端和网关的软件，来提高网络容量和抗干扰能力。对于部署了V2.1网关的LoRaWAN网络，运营商可以通过简单的网关Firmware升级来启用新功能。整合LR-FHSS：LoRa继续拓展应用领域此前，物联网市场研究机构BergInsight发布了卫星物联网研究报告。数据显示，尽管受到新冠疫情的不利影响，2020年全球卫星物联网用户数量仍实现增长。预计未来几年全球卫星物联网用户年复合增长率将达到35.8%，到2025年将达到1570万。目前全球只有10%的人可以接入卫星通信服务，这提供了一个卫星物联网发展的广阔市场空间，也是低功耗卫星物联网的机遇。LR-FHSS也将在全球范围内推动LoRa部署的发展。LoRa平台加入对LR-FHSS的支持后，不仅有助于其为偏远地区提供更具性价比、无处不在的连接服务，也标志着其在实现物联网大规模部署方面迈出了重要一步。人口密集地区，将进一步推动LoRa的全球部署，进一步拓展创新应用：（1）支持卫星物联网服务LR-FHSS，使卫星能够连接全球广大偏远地区，支持定位和数据传输需求。没有网络覆盖的地区。相关的LoRa用例包括野生动物追踪、海上集装箱定位、牧场牲畜定位、提高作物产量的智能农业解决方案，以及提高供应链效率的全球分销资产追踪。(2)支持更频繁的数据交换在之前的LoRa应用领域，如物流和资产跟踪、智能楼宇和园区、智能家居、智能社区等，由于这些应用场景中发送的信号越来越长，信号交换由于越来越频繁的原因，空气中的LoRa调制信号量将显着增加。LoRaWAN开发由此产生的信道拥堵问题也可以通过升级LoRa终端和更换网关来解决。(3)增强室内深度覆盖除了扩大网络容量，LR-FHSS在同一网络基础设施中支持更深的室内终端节点，从而提高大型物联网项目的可扩展性。例如，LoRa是全球智能电表市场的首选技术，增强的室内覆盖将进一步巩固其地位。越来越多的低功耗卫星物联网玩家入局，海外LoRa卫星项目层出不穷。麦肯锡公司曾预测，2025年天基物联网的产值可能达到560-8500亿美元，这可能是大量企业追逐这个市场的主要原因。目前已有近几十家厂商提出了卫星物联网组网方案。从海外市场来看，卫星物联网是物联网市场创新的重要领域。LoRa作为低功耗卫星物联网的一部分，在海外市场已经有了很多应用：2019年，SpaceLacuna和Miromico就开始了LoRa卫星物联网项目的商业试验，并成功应用于农业、环保等领域。监控或资产跟踪。通过使用LoRaWAN，可以延长电池供电的物联网设备的使用寿命，从而节省运维成本。IRNAS与SpaceLacuna合作探索LoRaWAN技术的新用途，包括跟踪南极洲的野生动物和使用LoRaWAN网络在海洋环境中部署密集传感器网络以支持系泊应用和漂流的浮标。Swarm（已被SpaceX收购）已将Semtech的LoRa设备集成到其连接解决方??案中，从而实现低地球轨道卫星之间的双向通信。在物流、农业、联网汽车和能源等领域为Swarm开辟新的物联网(IoT)用例。Inmarsat与Actility合作组建InmarsatLoRaWAN网络，该网络基于InmarsatELERA骨干网，为包括农业、电力、油气、矿业、物流等行业的物联网客户提供丰富的解决方案。……放眼海外市场，不仅有很多该项目的成熟应用。不少企业的积极性也很高。Omnispace、EchoStarMobile、Lunark等多家公司都在尝试利用LoRaWAN网络提供成本更低、容量更大、覆盖范围更广的物联网服务。虽然写在最后，但LoRa技术也可以用来填补传统网络覆盖不足的农村和海洋地区的空白，是解决“万物互联”的绝佳路径。但从国内市场来看，LoRa在这方面的发展还处于起步阶段。与国外相比，我们面临的问题更多：在需求方面，海事卫星的网络覆盖已经很好，可以双向传输数据，所以不强；在应用方面，国内还比较有限，主要以集装箱项目为主，鉴于上述原因，国内卫星企业难以推广LR-FHSS的应用；在资金方面，由于项目的不确定性比较大，项目可大可小，周期长，所以这类项目很大程度上依赖于资金投入。
