破解物聯網發展難題： 千米電子另辟蹊徑

高超

從2G到NB-IoT、LoRa，再到4G Cat.1，物聯網連接技術在不斷更新換代，寄托著產業人士很多的期待，但是在千米電子看來，以物聯網發展現狀，“萬物互聯”的目標依舊任重道遠。

千米電子之所以能夠作出上述表述，并非無的放矢，而是基于目前幾大主流技術的特點和不足作出的判斷。

瓶頸在哪？

現階段用于物聯網連接的無線技術主要有藍牙、Zigbee/Zwave、Wi-Fi、NB-IoT、LoRa、蜂窩技術等。 根據通信距離的遠近，可簡單分為短距技術和長距技術兩大類。藍牙、Zigbee/Zwave、WiFi屬于短距技術，由于覆蓋能力弱，很難用來進行大規模部署，因此，它們注定無法用于物聯網的廣泛覆蓋。

NB-IoT、LoRa、蜂窩技術屬于長距技術，由于通信距離長，覆蓋能力強，適合快速、大規模的網絡部署。特別是近年來NB-IoT和LoRa等低功耗廣域網（LPWAN）技術，因其功耗低、通信距離長和容量大等特性令建網成本、終端成本等進一步下降。

但是，隨著LPWAN技術推廣和應用，不足便逐漸顯現。據介紹，雖然LPWAN技術的應用降低了物聯網投資成本，但是其低功耗特性是通過大量無法工作的深度睡眠方式獲得的，只適用于那些對時延沒有要求或者終端觸發的極低數據量的物聯應用，不過這些應用在萬物互聯中只占很小的一部分，大量的應用需要的是低時延的雙向通信。如此一來，LPWAN技術時延限制讓網絡的使用價值大幅縮水。

千米做了什么？

那么，有沒有一種物聯網連接技術能夠同時滿足廣覆蓋、低功耗、低時延這三個特性？這也是千米電子自2014年起一直在尋找的答案。

據了解，憑借深厚的通信行業技術積累，千米電子技術團隊起初在協議層面進行了深入研究。歷經一年多時間，千米電子終于獲得了一些解決問題的創新思路，但現有硬件無法實現部分關鍵點，使實際性能較預期效果差距甚大。于是，千米電子決定投資研發自有射頻SoC芯片來實現這些關鍵點。

最終，千米電子于2020年9月成功推出性能優異的LaKi射頻SoC。至此，千米電子終于研發出一整套包含了MAC層通信協議和PHY層芯片的完整的通信技術——LaKi超低功耗實時廣域網技術。

據悉，千米電子的射頻SoC芯片集成了射頻、功放、基帶、RTC、32位CPU、PMU、AES128加密等電路模塊，除了CPU是外購IP外，其他零部件均由千米電子自主設計和研發，具有完全的知識產權。

試驗結果表明，基于LaKi射頻SoC芯片的標準型模組地面通信距離可達1.5公里，高空通信距離可達5km以上。發射電流為4.5mA@0dBm，6.5mA@5dBm，接收電流為7.5mA（Max gain），休眠電流為1.1μA。如果在1km以上通信距離、監聽周期為1s的雙向實時通信模型下，這個標準型模組的平均電流小于3μA，折算成年均功耗不超過27mAh/年;而添加了13dBi的外置射頻前端模塊的增強型模組的地面通信距離可達5公里以上，最大工作電流不超過20mA，平均電流約4μA，年均功耗也不超過40mAh/年。

而且，千米電子發明的LaKi超低功耗實時廣域網技術最高速率可達1Mbps，最低也有250Kbps，用戶處理能力可超過2000終端/秒。可見，LaKi不僅很好地實現了廣覆蓋、低時延和低功耗這三大關鍵特性，還具有較高的數據速率和很大的并發用戶處理能力。

LaKi技術的出現，讓人們不再需要根據應用特點或使用場景來選擇無線技術，一張LaKi網絡就可以接入絕大多數物聯網應用。因此，使用LaKi作為物聯網的無線連接技術，綜合成本低，投資價值高，擁有作為通用物聯技術的幾乎所有要素，有望引爆物聯網行業。