破解物联网发展难题： 千米电子另辟蹊径

高超

从2G到NB-IoT、LoRa，再到4G Cat.1，物联网连接技术在不断更新换代，寄托着产业人士很多的期待，但是在千米电子看来，以物联网发展现状，“万物互联”的目标依旧任重道远。

千米电子之所以能够作出上述表述，并非无的放矢，而是基于目前几大主流技术的特点和不足作出的判断。

瓶颈在哪？

现阶段用于物联网连接的无线技术主要有蓝牙、Zigbee/Zwave、Wi-Fi、NB-IoT、LoRa、蜂窝技术等。 根据通信距离的远近，可简单分为短距技术和长距技术两大类。蓝牙、Zigbee/Zwave、WiFi属于短距技术，由于覆盖能力弱，很难用来进行大规模部署，因此，它们注定无法用于物联网的广泛覆盖。

NB-IoT、LoRa、蜂窝技术属于长距技术，由于通信距離长，覆盖能力强，适合快速、大规模的网络部署。特别是近年来NB-IoT和LoRa等低功耗广域网（LPWAN）技术，因其功耗低、通信距离长和容量大等特性令建网成本、终端成本等进一步下降。

但是，随着LPWAN技术推广和应用，不足便逐渐显现。据介绍，虽然LPWAN技术的应用降低了物联网投资成本，但是其低功耗特性是通过大量无法工作的深度睡眠方式获得的，只适用于那些对时延没有要求或者终端触发的极低数据量的物联应用，不过这些应用在万物互联中只占很小的一部分，大量的应用需要的是低时延的双向通信。如此一来，LPWAN技术时延限制让网络的使用价值大幅缩水。

千米做了什么？

那么，有没有一种物联网连接技术能够同时满足广覆盖、低功耗、低时延这三个特性？这也是千米电子自2014年起一直在寻找的答案。

据了解，凭借深厚的通信行业技术积累，千米电子技术团队起初在协议层面进行了深入研究。历经一年多时间，千米电子终于获得了一些解决问题的创新思路，但现有硬件无法实现部分关键点，使实际性能较预期效果差距甚大。于是，千米电子决定投资研发自有射频SoC芯片来实现这些关键点。

最终，千米电子于2020年9月成功推出性能优异的LaKi射频SoC。至此，千米电子终于研发出一整套包含了MAC层通信协议和PHY层芯片的完整的通信技术——LaKi超低功耗实时广域网技术。

据悉，千米电子的射频SoC芯片集成了射频、功放、基带、RTC、32位CPU、PMU、AES128加密等电路模块，除了CPU是外购IP外，其他零部件均由千米电子自主设计和研发，具有完全的知识产权。

试验结果表明，基于LaKi射频SoC芯片的标准型模组地面通信距离可达1.5公里，高空通信距离可达5km以上。发射电流为4.5mA@0dBm，6.5mA@5dBm，接收电流为7.5mA（Max gain），休眠电流为1.1μA。如果在1km以上通信距离、监听周期为1s的双向实时通信模型下，这个标准型模组的平均电流小于3μA，折算成年均功耗不超过27mAh/年;而添加了13dBi的外置射频前端模块的增强型模组的地面通信距离可达5公里以上，最大工作电流不超过20mA，平均电流约4μA，年均功耗也不超过40mAh/年。

而且，千米电子发明的LaKi超低功耗实时广域网技术最高速率可达1Mbps，最低也有250Kbps，用户处理能力可超过2000终端/秒。可见，LaKi不仅很好地实现了广覆盖、低时延和低功耗这三大关键特性，还具有较高的数据速率和很大的并发用户处理能力。

LaKi技术的出现，让人们不再需要根据应用特点或使用场景来选择无线技术，一张LaKi网络就可以接入绝大多数物联网应用。因此，使用LaKi作为物联网的无线连接技术，综合成本低，投资价值高，拥有作为通用物联技术的几乎所有要素，有望引爆物联网行业。