4月14日孟非和他的伙伴又一次上船，沿着浑黄的长江口东行。船长连导航也不需要，毕竟为了海上的那个“伙计”已经跑了无数趟。远远看去，一个浮桶，一个浮标，就像一对连体人在一起浮沉。

抛锚，起捞，检查，更换电池板，连接电脑，拷贝数据，密封盖盖上，放下浮标，起锚…经过一连串作业，孟非顺利的完成任务返航。

为了获取浮标数据，孟非及其同事每隔一段时间就会重复上述繁琐的步骤。但是既然浮标上有天线，可以进行无线通信，为什么还要费那么大费周折，跑那么远来到浮标身旁拷贝数据呢？

原来，九段沙保护区（多像一块肝）距离公网基站至少8公里，2G信号时断时续，4G信号基本没有。浮标当初的设计只有蜂窝网络通信，这下就只能通过巡检时才能下载到浮标上各种传感器感知的数据。

传统的地面物联网通讯大多是基于是蜂窝网络、蓝牙、WIFI等，但是2G基站的覆盖半径的约为5-10公里，3G基站的覆盖半径约为2-5公里，4G基站的覆盖半径约为1-3公里，蓝牙和WIFI的覆盖范围最大也就几百米，这就导致了地面物联网无法实现全球覆盖。

但是卫星通信凭借广覆盖优势可实现全球无缝覆盖，从而极大拓展地面物联网的业务范围。相比于地面物联网，低轨卫星具有覆盖范围广，链路容量大，顽存性强等优势，相比于传统的高轨道卫星，低轨卫星又有低损耗、低时延、广覆盖、大数量级等优势，是实现卫星物联网全球覆盖的最佳方式。

低轨卫星

在低轨卫星物联网中，终端负责采集数据，上传至卫星，卫星负责路由与转发，卫星转发至地面网，由信关站与主控站负责数据业务处理、用户接入管理、资源调度等。卫星接入海量数据，根据业务类型，部分数据需要卫星实时把数据传回地面，卫星间设计有星间链路，卫星主要负责路由及中继终端与地面段之间的信息传输。

低轨卫星网络架构图

卫星物联网的通讯手段也如地面物联网一般，千姿百态。例如广为人知的北斗卫星，不仅可以实现定位功能，更是可以使用短报文来实现通讯；同时LORA、NB-IOT等技术在卫星通信领域也大放异彩。[敏感词]让我们来具体了解以上三种技术是如何应用在卫星物联网领域的吧！

 01 北斗短报文卫星通信

北斗系统采用了RNSS和RDSS双模结构体制，不但具有GPS的导航、定位和授时功能，同时还提供RDSS双向短报文信息服务，也就是卫星通信的功能，是全球[敏感词]在定位、授时之外集报文通信为一体的卫星导航系统，这一点是其他三大卫星导航系统(美国的GPS,欧洲的Galileo和俄罗斯的GLONASS)所不具备的，这也是北斗系统的核心优势。

这是一段Argo剖面浮标的原始数据：

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.

其数据传输方式采用的是北斗短报文卫星通信，五分钟传一次报文，每次628位约44个汉字，已经可以解决非实时小数据应用场景的传输问题。

 02 基于LORA的卫星通信

2013 年，Semtech 公司宣布研制出 LoRa 芯片，该芯片接收灵敏度高，较之前[敏感词]工艺水平的 Sub-GHz 芯片相比，该芯片可改善接收灵敏度 20dB 以上，一节 5 号电池可供终端工作10 年以上，功耗极低。

为推动 LoRa 技术的发展，2015 年，由 Cisco、IBM、Semtech 等公司联合成立非盈利组织--LoRa 联盟，该联盟规范了 LoRaWAN 协议，很快，LoRa 在物联网、智慧工业、智慧城市等场景下得到广泛使用。目前，全球已有超过 100 个部署 LoRa 的国家。2018 年 2 月，在 TTN(The Things Network)大会上，接收机捕捉到从低轨卫星传来的LoRa信号，这是证明 LoRa 可在卫星物联网下应用的里程碑事件。

从NORSAT2卫星回传的LoRa信号捕捉

在国内，LoRa 应用也日渐广泛。2016 年，在 LoRa 联盟支持下，由中兴发起的中国 LoRa 应用联盟（CLAA）成立了，CLAA 希望以开放共享的心态，联合物联网内各家公司，共建LoRa 技术生态，推进 LoRa 产业链在中国更好的应用与发展。

随着2018年“杭州·云栖大会”期间，阿里云获得了LoRa芯片IP授权一事，国内LoRa芯片供应商多元化的市场形态逐渐被打开，一定程度上对于LoRa行业的发展起到了促进作用。

由于LoRaWAN标准的开放性和灵活性，中国已成为LoRa产业生态最大的市场，国内已有上千家公司的业务与LoRa相关。其中，中兴通讯、阿里巴巴、腾讯、中国联通、贵州广电、铁塔公司等重量级玩家的加入，对中国LoRa产业的发展和壮大，其重要性是不言而喻的。

 03 基于NB-IoT的卫星通信

NB-IoT一个新的扩展方向是向天基物联网发展，即通过卫星提供全球无处不在的 NB-IoT 网络，这样不论身处海洋还是深山中，都可以实现物联网连接。

NB-IOT优势分析（资料来源：前瞻产业研究院整理）

美国Skylo Technologies 为全球物联网用户提供泛在连接服务，其中一个亮点是于 2020 年夏季推出基于卫星的全球化 NB-IoT 网络，这一 NB-IoT 网络旨在为移动性设备提供服务，主要应用于农业、交通、航海、应急等领域。Skylo 公司成立于 2017 年，并于当年年底获得三家机构 1300 万美元的 A 轮融资，其中一家机构是谷歌前 CEO Eric Schmidt 的风投公司；近期，该公司又获得了软银领投的 1.03 亿美元的 B 轮投资。

Skylo 公司基于卫星的 NB-IoT 网络是采用地球同步通信卫星连接 Skylo 部署在地球上的网关，网络运行频段除了专门的同步卫星通信业务频段外，也运行在 3GPP 所定义的频段上。这是一个双向通信的网络，除了网关将数据回传给卫星外，由于专有的天线技术，卫星无需额外设备也可以将数据反馈至网关。其中，那些网关是 8*8 英寸的盒子，一般安装在渔船、火车车厢以及其他场景设备上，网关盒子作为收发器，收集本地传感器数据，并通过卫星网络将数据传输至云端平台。

目前已有大量卫星通信的方案，但卫星通信一般成本很高，而这张 NB-IoT 网络成本并不高。根据 Skylo 公司所述，该网络连接成本比现有卫星通信方案节约 95%的成本。具体来说，该网络连接资费大约为每个用户每月 1 美元，硬件成本低于 100 美元。Skylo 公司的卫星 NB-IoT 网络首先在印度提供服务，首家客户是印度铁路公司，印度铁路公司将在其车厢安装 Skylo 的网关，使用 Skylo 的 NB-IoT 网络。

根据 GSMA 发布的数据，截止 2021 年 2 月，全球已有 103 张商用 NB-IoT 网络。在全球主流运营商都部署 NB-IoT 网络的同时，基于卫星的 NB-IoT 网络正在践行着“连接未连接物”的使命，一方面对运营商蜂窝网络形成补充，另一方面在一定程度上也和蜂窝网络形成竞争。

实际上，Skylo 并非[敏感词]提供卫星 NB-IoT 的厂商，美国另一家物联网公司 Ligado Networks 表示其准备在 1500MHz-1700MHz 频段上使用 NB-IoT 标准建设一个卫星网络；卢森堡一家名为 OQ Technology 的公司已经在一些商业卫星上测试软件定义无线电（SDR）的 NB-IoT 无线接入。

除此之外，我们也看到近年来大量初创公司均推出廉价的低轨卫星物联网方案，国内也有数家民营卫星公司推动卫星物联网进展，当然国内还未出现基于卫星的 NB-IoT 网络。

 04 总结

近年来，物联网已经深入到人们工作和生活的方方面面，智能家居、智能网关、智能驾驶、智慧城市等无处不存在它的身影。然而，物联网所描绘的“万物互联”的世界，仅仅依靠地面的通信网络无法做到，此外现今的全球物联网中，60%是需要广域低功耗窄带技术的终端，需要借助卫星通信架构的物联网来实现连接。

低轨卫星具有轨道高度低、覆盖范围广、信号衰减小等优点，是实现卫星物联网的最佳选择，低轨卫星物联网非常适合短数据、偏远或者远距离移动物体的监测、跟踪、传感器数据采集等应用场景，是解决“万物互联”的[敏感词]路径。

“Kinghelm”商标由金航标公司原始注册，金航标是GPS天线北斗天线研发生产直销厂家，在北斗GPS导航定位行业非常高的知名度和美誉度，研发生产产品广泛应用于bds卫星导航定位无线通信等领域。主要产品包括：RJ45-RJ45网络，网络接口连接器、射频连接器转接线、同轴线缆连接器、type-c连接器、hdmi接口type-c接口、排针排母、SMA、fpc、FFC天线连接器、天线信号传输防水接头、hdmi接口、usb连接器、端子端子线、端子板接线端子、接线端子排、射频rfid标签、定位导航天线、通讯天线天线连接线、胶棒天线吸盘天线、433天线4G天线，GPS模块天线等。广泛应用于航天航空、通信、[敏感词]、仪器仪表和安防、医疗等行业。

该内容来自于网络/上海北斗卫星导航平台 ，本网站仅提供转载，该文观点立场技术等与本网站无关，如有侵权，请联络我们删除！