深度│工信部新规11字将LoRa圈于何处?
余少波 林起劲| 流媒体网| 2019-12-01

  【流媒体网】消息:工业和信息化部公告2019年第52号文中,“任意时刻限单个信道发射”这11字,到底将LoRa技术限定在什么样的应用范畴?

  2019年11月28日,中华人民共和国工业和信息化部公告2019年第52号文,关于进一步规范微功率短距离无线电发射的事项进行了公告。该公告在物联网和LoRa领域引起了很大的反响。本文由流媒体网林起劲根据米风感知CEO余少波提供的素材,深度解析新规中的关键部分。

  “单信道”限定意味什么?

  2019工信部微功率短距离技术要求规定,“任意时刻限单个信道发射”,是什么意思?就是说,同一时间,要么上行读取数据,要么下行发送控制数据,但是,不能同时接收和发送数据。因此,只能用于计量仪表数据读取。

  新规还明确:使用微功率设备不得擅自改变使用场景、扩大发射频率范围、加大发射功率(包括额外加装射频功率放大器),不得擅自外接天线或改用其他发射天线。这就是给LoRa明确圈定用途。

  也就是说,“任意时刻限单个信道发射”,文件就凭这11个字给LoRra定性了,字字千金。这么大的雷不排,这么大的坑不填,LoRa业界还谈什么过关?还说什么“特别通信证”

  LoRa不是TDD,而是FDD,就是说,下行信道与上行信道不是一个信道。规定要求,要么上行信道,要么下行信道。不能同时用上行信道抄数据又用下行信道发控制。也就是说,LoRa不能进行控制操作,只能进行抄表操作。

  Sigfox也一样,上行信道与下行信道不一样,也只能进行计量表计操作,不能进行控制操作。所以,想在这个信道抄数据的同时,在另外一个信道发控制,是不行的。不过,既然是计量仪表,只要抄数据就够了。实际上,做LoRa的人,绝大部分不懂通信。

  ASR及时洞察到了这一趋势,集合自身多种芯片和技术开发能力的特点,于近期推出了首款LoRa+Wi-Fi单通道网关解决方案,并同时发布了适用于LoRa室内应用的LoRa D2D协议。这一解决方案与ASR推出的ASR650X芯片进行配合,为客户提供完善的端到云、硬件到软件协议的完整解决方案。但是,这也是Lora业界唯一的方案。

  虽然LoRa推出了局网方案,就是LoRa2.0方案。这个方案建立在单信道基础上;但是,因为价格问题该方案缺乏竞争性。

  致命的“1秒”发射时间!

  工信部新规增加了功率谱密度限制,并要求发射时间只能是1秒。而一般LoRa的发射功率是200mW,限定发射功率和功率谱密度后,LoRa只能通过扩频来解决问题。但是,带来的问题是发射时间肯定超过1秒。

  下图显示了在125 kHz带宽信道上编码率为4/5的数据包传输的传输时间。众所周知,大型SF允许更长的通信范围。但是,如图所示,大SF也增加了传输时间,并因此增加了非持续时间。由于大型SF比小型SF经常使用,这一事实使问题更加严重。例如,考虑一个简单的情况,即终端设备在以网关为中心的圆形区域内均匀分布,并使用Okumura-Hata模型为城市小区计算路径损耗,终端设备使用的概率 SF i,pi为p12 = 0:28,p11 = 0:20,p10 = 0:14,p9 = 0:10,p8 = 0:08和p7 = 0:19。

  从上图看,SF最合适的选择就是SF=9。这与SF=12有8dB的差异。

  在工信部新规中,规定最大发射功率是50mw。与LoRa通常使用的100mw,有3dB差异。因此,与工信部新规之前的LoRa比较,有大约4倍的覆盖半径差异。所以,工信部新规后的LoRa覆盖半径大约250米

  在频谱使用方面,由于,一个LoRa基站大约带800-1000个终端,如果限定单频点使用,只能带200个终端左右。

  所以,该公告通过技术指标规定LoRa作为民用计量仪表的使用场景,其技术特征如下:(1)覆盖半径50米;(2)单个基站(网关)智能容纳200-300个终端;(3)可以组网使用,但因为覆盖半径只有50米(一平方公里需要400个基站),组网成本非常高(性价比极低)。

  总的来看,工信部新规的影响是非常深远的

  (1)限制了发射时间为1秒,与以前的发射时间5秒比较,这是非常致命的;

  (2)增加了功率谱密度限制,针对的就不仅仅是LoRa,还包括Sigfox;

  (3)发射功率(与之前征求意见相比)没有变化;

  (4)要求“发射前搜寻”,这就提出了核心技术掌控能力要求;

  (5)增加了应用场景限制,而且不可变更;

  (6)单频点发射,与之前征求意见相比没有变化;

  (7)取消了不能组网,但是限定了应用场景,限定了发射时间,限定了功率谱密度。


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责任编辑:李楠

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