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       眾所周知，LoRa技術(shù)是Semtech公司的專利技術(shù)，而Semtech公司是一家60年的老牌半導(dǎo)體公司，具有豐富的半導(dǎo)體開發(fā)和生態(tài)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。為了LoRa的生態(tài)發(fā)展，Semtech公司開發(fā)了全系列的LoRa芯片，并將這些芯片通過直銷或知識(shí)產(chǎn)權(quán)授權(quán)的方式推廣到市場(chǎng)上，所以現(xiàn)在市場(chǎng)上的所有LoRa芯片都是源于Semtech。

       芯片是LoRa無線網(wǎng)技術(shù)的根本，是一個(gè)行業(yè)能否發(fā)展壯大的基礎(chǔ)，在前面的章節(jié)中我們知道經(jīng)過5年多的發(fā)展，LoRa芯片已經(jīng)累計(jì)出貨超過1億顆。那么，LoRa的核心芯片到底有多少種類？它們分別有什么特點(diǎn)？未來的LoRa芯片的發(fā)展趨勢(shì)是什么？本章會(huì)針對(duì)這些問題展開講述。

       LoRa的芯片分為兩大類：一類是LoRa射頻收發(fā)芯片，我們稱其為transceiver，也叫節(jié)點(diǎn)芯片或終端芯片；另一類是LoRa網(wǎng)關(guān)芯片，我們稱其為gateway，有時(shí)也叫基站芯片。

       LoRa射頻收發(fā)芯片是一顆簡(jiǎn)單的小型單芯片，具有LoRa所有的物理層和控制命令，現(xiàn)在市場(chǎng)上所有的LoRa終端都是基于這類芯片實(shí)現(xiàn)的。LoRa射頻收發(fā)芯片可以用來制作簡(jiǎn)單應(yīng)用的網(wǎng)關(guān)，比如單通道或者雙通道網(wǎng)關(guān)。智能家居和一些簡(jiǎn)單的抄表應(yīng)用中經(jīng)常使用這類節(jié)點(diǎn)芯片來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)關(guān)的功能。

       LoRa網(wǎng)關(guān)芯片是為L(zhǎng)oRaWAN協(xié)議定制的專用網(wǎng)關(guān)芯片，該芯片處理能力強(qiáng)大。這里用Wi-Fi作類比：手機(jī)或者筆記本計(jì)算機(jī)里面的Wi-Fi模塊芯片對(duì)應(yīng)于LoRa的節(jié)點(diǎn)芯片，而工業(yè)級(jí)的Wi-FiAP里面的Wi-Fi模塊芯片對(duì)應(yīng)于LoRa的網(wǎng)關(guān)芯片。手機(jī)Wi-Fi在多數(shù)情況下只能作為Wi-Fi終端使用，有需要的時(shí)候手機(jī)Wi-Fi還能作為一個(gè)小型路由器Wi-Fi熱點(diǎn)，這點(diǎn)與LoRa節(jié)點(diǎn)芯片非常類似。LoRa節(jié)點(diǎn)多數(shù)情況下是作為L(zhǎng)oRa終端使用，有需要時(shí)可以作為網(wǎng)關(guān)使用，這是因?yàn)檫@顆LoRa節(jié)點(diǎn)芯片內(nèi)部具有完整的LoRa通信功能。工業(yè)級(jí)的Wi-FiAP要求就非常高了，不僅要更大的吞吐量，還要保證通信距離和通信穩(wěn)定性，手機(jī)和計(jì)算機(jī)中普通的Wi-Fi模塊芯片無法滿足這個(gè)需求，需要專用芯片來支持。同理，LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)需要更大的區(qū)域覆蓋、更高的吞吐量和更快的計(jì)算能力，就需要一款專用的LoRa網(wǎng)關(guān)芯片。

       LoRa網(wǎng)關(guān)芯片的早期設(shè)計(jì)目標(biāo)是成為運(yùn)營(yíng)商基站的物聯(lián)網(wǎng)核心芯片，相當(dāng)于運(yùn)營(yíng)商4G或者5G基站內(nèi)的核心基帶芯片。由于網(wǎng)關(guān)芯片性價(jià)比很高，很快得到市場(chǎng)認(rèn)可，并逐步推廣到非運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域。尤其在中國(guó)，幾乎所有的網(wǎng)關(guān)芯片都應(yīng)用于私有LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)中。

       由于LoRa在各國(guó)工作頻率不同，應(yīng)用需求不同以及芯片的研發(fā)迭代，LoRa芯片種類有很多。網(wǎng)關(guān)芯片型號(hào)如表4-1所示。由于LoRaWAN網(wǎng)關(guān)功能復(fù)雜，網(wǎng)關(guān)的核心芯片由兩類芯片組成，分別是數(shù)字基帶芯片（DigitalBased-BandIC）和模擬前端芯片（AnalogFront-EndIC），運(yùn)營(yíng)商的4G、5G基站內(nèi)部的核心芯片也是同樣的架構(gòu)。第一代的LoRaWAN數(shù)字基帶芯片為SX1301和SX1308，它們  負(fù)責(zé)LoRaWAN網(wǎng)關(guān)的多路數(shù)字信號(hào)的調(diào)制解調(diào)，SX1301主要應(yīng)用于 室外網(wǎng)關(guān)，SX1308應(yīng)用于室內(nèi)網(wǎng)關(guān)。一個(gè)LoRaWAN網(wǎng)關(guān)除了需要數(shù) 字信號(hào)調(diào)制解調(diào)外還必須搭配射頻前端芯片才能工作。由于市場(chǎng)上的網(wǎng)

關(guān)射頻前端芯片多為運(yùn)營(yíng)商基站專業(yè)芯片價(jià)格很高（約100美元）不利于LoRa物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，Semtech公司開發(fā)了配套的網(wǎng)關(guān)射頻前端芯片SX125X系列。有一些高性能要求的LoRaWAN基站供應(yīng)商，為了保證更好的性能會(huì)選擇ADI公司的高端基站射頻前端芯片。由于全球各地的LoRa工作頻率不同，為了滿足各地的頻率要求，射頻前端芯片根據(jù)不同工作頻率劃分為：SX1258工作在779～787MHz；SX1257工作在862～1020MHz；SX1255工作在400～510MHz。中國(guó)的LoRaWAN 網(wǎng)關(guān)射頻前端芯片選擇使用SX1255。

表4-1       LoRa網(wǎng)關(guān)芯片型號(hào)表

       2019年Semtech公司推出了第二代的LoRaWAN網(wǎng)關(guān)芯片，包括數(shù)字基帶芯片SX1302和射頻前端芯片SX1250。它們使用了更先進(jìn)的工藝，實(shí)現(xiàn)了較高的性價(jià)比。

       表4-2所示為L(zhǎng)oRa的終端節(jié)點(diǎn)芯片，根據(jù)頻段差異分為Sub-1GHz和2.4GHzISM兩大類，第一類是傳統(tǒng)意義上一直提及的LPWAN應(yīng)用（LPWAN標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)備都工作在1GHz之內(nèi)的頻段）的LoRa節(jié)點(diǎn)芯片，也是可以跟LoRaWAN網(wǎng)關(guān)芯片SX130X系列匹配通信的芯片。第二類節(jié)點(diǎn)芯片是應(yīng)用于2.4GHz的LoRa芯片。Sub-1GHz的芯片是現(xiàn)在市場(chǎng)的主流，也是我們?nèi)粘Ｓ懻揕oRa應(yīng)用的節(jié)點(diǎn)芯片。