4月14日孟非和他的伙伴又一次上船，沿著渾黃的長江口東行。船長連導航也不需要，畢竟為了海上的那個“伙計”已經跑了無數趟。遠遠看去，一個浮桶，一個浮標，就像一對連體人在一起浮沉。

拋錨，起撈，檢查，更換電池板，連接電腦，拷貝數據，密封蓋蓋上，放下浮標，起錨…經過一連串作業，孟非順利的完成任務返航。

為了獲取浮標數據，孟非及其同事每隔一段時間就會重復上述繁瑣的步驟。但是既然浮標上有天線，可以進行無線通信，為什么還要費那么大費周折，跑那么遠來到浮標身旁拷貝數據呢？

原來，九段沙保護區（多像一塊肝）距離公網基站至少8公里，2G信號時斷時續，4G信號基本沒有。浮標當初的設計只有蜂窩網絡通信，這下就只能通過巡檢時才能下載到浮標上各種傳感器感知的數據。

傳統的地面物聯網通訊大多是基于是蜂窩網絡、藍牙、WIFI等，但是2G基站的覆蓋半徑的約為5-10公里，3G基站的覆蓋半徑約為2-5公里，4G基站的覆蓋半徑約為1-3公里，藍牙和WIFI的覆蓋范圍最大也就幾百米，這就導致了地面物聯網無法實現全球覆蓋。

但是衛星通信憑借廣覆蓋優勢可實現全球無縫覆蓋，從而極大拓展地面物聯網的業務范圍。相比于地面物聯網，低軌衛星具有覆蓋范圍廣，鏈路容量大，頑存性強等優勢，相比于傳統的高軌道衛星，低軌衛星又有低損耗、低時延、廣覆蓋、大數量級等優勢，是實現衛星物聯網全球覆蓋的最佳方式。

低軌衛星

在低軌衛星物聯網中，終端負責采集數據，上傳至衛星，衛星負責路由與轉發，衛星轉發至地面網，由信關站與主控站負責數據業務處理、用戶接入管理、資源調度等。衛星接入海量數據，根據業務類型，部分數據需要衛星實時把數據傳回地面，衛星間設計有星間鏈路，衛星主要負責路由及中繼終端與地面段之間的信息傳輸。

低軌衛星網絡架構圖

衛星物聯網的通訊手段也如地面物聯網一般，千姿百態。例如廣為人知的北斗衛星，不僅可以實現定位功能，更是可以使用短報文來實現通訊；同時LORA、NB-IOT等技術在衛星通信領域也大放異彩。[敏感詞]讓我們來具體了解以上三種技術是如何應用在衛星物聯網領域的吧！

 01 北斗短報文衛星通信

北斗系統采用了RNSS和RDSS雙模結構體制，不但具有GPS的導航、定位和授時功能，同時還提供RDSS雙向短報文信息服務，也就是衛星通信的功能，是全球[敏感詞]在定位、授時之外集報文通信為一體的衛星導航系統，這一點是其他三大衛星導航系統(美國的GPS,歐洲的Galileo和俄羅斯的GLONASS)所不具備的，這也是北斗系統的核心優勢。

這是一段Argo剖面浮標的原始數據：

internal ID number 0433

transmission ID number 404434

transmission type BEIDOU

positioning system BEIDOU

WMO ID number 2902758

start time [dd mm yyyy hh mm (Z)] 21 03 2021 02 17

launch time [dd mm yyyy hh mm (Z)] 21 03 2021 02 53

launch position [lat latm lon lonm] 16. 11.64 90. 13.98

delay of first down time [hours] 0.5

down time [days] 4.583

up time [hours] 10

transmission repetition rate [sec] 75

clock drift [hours/hours] 0.

其數據傳輸方式采用的是北斗短報文衛星通信，五分鐘傳一次報文，每次628位約44個漢字，已經可以解決非實時小數據應用場景的傳輸問題。

 02 基于LORA的衛星通信

2013 年，Semtech 公司宣布研制出 LoRa 芯片，該芯片接收靈敏度高，較之前[敏感詞]工藝水平的 Sub-GHz 芯片相比，該芯片可改善接收靈敏度 20dB 以上，一節 5 號電池可供終端工作10 年以上，功耗極低。

為推動 LoRa 技術的發展，2015 年，由 Cisco、IBM、Semtech 等公司聯合成立非盈利組織--LoRa 聯盟，該聯盟規范了 LoRaWAN 協議，很快，LoRa 在物聯網、智慧工業、智慧城市等場景下得到廣泛使用。目前，全球已有超過 100 個部署 LoRa 的國家。2018 年 2 月，在 TTN(The Things Network)大會上，接收機捕捉到從低軌衛星傳來的LoRa信號，這是證明 LoRa 可在衛星物聯網下應用的里程碑事件。

從NORSAT2衛星回傳的LoRa信號捕捉

在國內，LoRa 應用也日漸廣泛。2016 年，在 LoRa 聯盟支持下，由中興發起的中國 LoRa 應用聯盟（CLAA）成立了，CLAA 希望以開放共享的心態，聯合物聯網內各家公司，共建LoRa 技術生態，推進 LoRa 產業鏈在中國更好的應用與發展。

隨著2018年“杭州·云棲大會”期間，阿里云獲得了LoRa芯片IP授權一事，國內LoRa芯片供應商多元化的市場形態逐漸被打開，一定程度上對于LoRa行業的發展起到了促進作用。

由于LoRaWAN標準的開放性和靈活性，中國已成為LoRa產業生態最大的市場，國內已有上千家公司的業務與LoRa相關。其中，中興通訊、阿里巴巴、騰訊、中國聯通、貴州廣電、鐵塔公司等重量級玩家的加入，對中國LoRa產業的發展和壯大，其重要性是不言而喻的。

 03 基于NB-IoT的衛星通信

NB-IoT一個新的擴展方向是向天基物聯網發展，即通過衛星提供全球無處不在的 NB-IoT 網絡，這樣不論身處海洋還是深山中，都可以實現物聯網連接。

NB-IOT優勢分析（資料來源：前瞻產業研究院整理）

美國Skylo Technologies 為全球物聯網用戶提供泛在連接服務，其中一個亮點是于 2020 年夏季推出基于衛星的全球化 NB-IoT 網絡，這一 NB-IoT 網絡旨在為移動性設備提供服務，主要應用于農業、交通、航海、應急等領域。Skylo 公司成立于 2017 年，并于當年年底獲得三家機構 1300 萬美元的 A 輪融資，其中一家機構是谷歌前 CEO Eric Schmidt 的風投公司；近期，該公司又獲得了軟銀領投的 1.03 億美元的 B 輪投資。

Skylo 公司基于衛星的 NB-IoT 網絡是采用地球同步通信衛星連接 Skylo 部署在地球上的網關，網絡運行頻段除了專門的同步衛星通信業務頻段外，也運行在 3GPP 所定義的頻段上。這是一個雙向通信的網絡，除了網關將數據回傳給衛星外，由于專有的天線技術，衛星無需額外設備也可以將數據反饋至網關。其中，那些網關是 8*8 英寸的盒子，一般安裝在漁船、火車車廂以及其他場景設備上，網關盒子作為收發器，收集本地傳感器數據，并通過衛星網絡將數據傳輸至云端平臺。

目前已有大量衛星通信的方案，但衛星通信一般成本很高，而這張 NB-IoT 網絡成本并不高。根據 Skylo 公司所述，該網絡連接成本比現有衛星通信方案節約 95%的成本。具體來說，該網絡連接資費大約為每個用戶每月 1 美元，硬件成本低于 100 美元。Skylo 公司的衛星 NB-IoT 網絡首先在印度提供服務，首家客戶是印度鐵路公司，印度鐵路公司將在其車廂安裝 Skylo 的網關，使用 Skylo 的 NB-IoT 網絡。

根據 GSMA 發布的數據，截止 2021 年 2 月，全球已有 103 張商用 NB-IoT 網絡。在全球主流運營商都部署 NB-IoT 網絡的同時，基于衛星的 NB-IoT 網絡正在踐行著“連接未連接物”的使命，一方面對運營商蜂窩網絡形成補充，另一方面在一定程度上也和蜂窩網絡形成競爭。

實際上，Skylo 并非[敏感詞]提供衛星 NB-IoT 的廠商，美國另一家物聯網公司 Ligado Networks 表示其準備在 1500MHz-1700MHz 頻段上使用 NB-IoT 標準建設一個衛星網絡；盧森堡一家名為 OQ Technology 的公司已經在一些商業衛星上測試軟件定義無線電（SDR）的 NB-IoT 無線接入。

除此之外，我們也看到近年來大量初創公司均推出廉價的低軌衛星物聯網方案，國內也有數家民營衛星公司推動衛星物聯網進展，當然國內還未出現基于衛星的 NB-IoT 網絡。

 04 總結

近年來，物聯網已經深入到人們工作和生活的方方面面，智能家居、智能網關、智能駕駛、智慧城市等無處不存在它的身影。然而，物聯網所描繪的“萬物互聯”的世界，僅僅依靠地面的通信網絡無法做到，此外現今的全球物聯網中，60%是需要廣域低功耗窄帶技術的終端，需要借助衛星通信架構的物聯網來實現連接。

低軌衛星具有軌道高度低、覆蓋范圍廣、信號衰減小等優點，是實現衛星物聯網的最佳選擇，低軌衛星物聯網非常適合短數據、偏遠或者遠距離移動物體的監測、跟蹤、傳感器數據采集等應用場景，是解決“萬物互聯”的[敏感詞]路徑。

“Kinghelm”商標由金航標公司原始注冊，金航標是GPS天線北斗天線研發生產直銷廠家，在北斗GPS導航定位行業非常高的知名度和美譽度，研發生產產品廣泛應用于bds衛星導航定位無線通信等領域。主要產品包括：RJ45-RJ45網絡，網絡接口連接器、射頻連接器轉接線、同軸線纜連接器、type-c連接器、hdmi接口type-c接口、排針排母、SMA、fpc、FFC天線連接器、天線信號傳輸防水接頭、hdmi接口、usb連接器、端子端子線、端子板接線端子、接線端子排、射頻rfid標簽、定位導航天線、通訊天線天線連接線、膠棒天線吸盤天線、433天線4G天線，GPS模塊天線等。廣泛應用于航天航空、通信、[敏感詞]、儀器儀表和安防、醫療等行業。

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