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      LoRa2.4GHz芯片          對于大家所討論的物聯(lián)網(wǎng)，普遍認(rèn)為LoRa技術(shù)是應(yīng)用于LPWAN的，因而默認(rèn)LoRa都是Sub-1GHz的應(yīng)用。隨著LoRa調(diào)制技術(shù)逐漸被市場認(rèn)可，2.4GHz頻段的高速LoRa（此處的高速是對比LPWAN中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的傳輸速率）需求出現(xiàn)了。既然LoRa的調(diào)制技術(shù)具有那么多優(yōu)勢，那么在2.4GHz頻段也會(huì)有很好的發(fā)揮。各國的Sub-1GHz的工業(yè)科學(xué)醫(yī)療頻段（Industrial Scientific Medical，ISM）都不一樣，使各國的產(chǎn)品無法全球通用，而全球的2.4GHzISM頻段都是一樣的。在這樣的市場環(huán)境需求下，Semtech公司推出了SX128X系列芯片。該芯片主要應(yīng)用領(lǐng)域還是物聯(lián)網(wǎng)，不過其內(nèi)部增加了消費(fèi)類產(chǎn)品的一些特性，應(yīng)用更廣泛。這顆芯片功能強(qiáng)大、性能卓越，反而被物聯(lián)網(wǎng)市場所忽視，這是因?yàn)镾ub-1GHz的LoRa聲勢過于強(qiáng)大引起的。下面將講解這顆2.4GHz的LoRa芯片。

一、SX128X芯片介紹

        SX1281是SX1280的簡化版本，不具備測距功能，其他功能結(jié)構(gòu)完全相同。Semtech公司通過產(chǎn)品定義差異化從成本上支持更多應(yīng)用。下面的討論將以SX1280芯片為基礎(chǔ)，分析2.4GHzLoRa芯片的特點(diǎn)及應(yīng)用優(yōu)勢。

        SX1280是一顆低功耗、遠(yuǎn)距離的帶有測距功能的2.4GHz無線收發(fā)芯片，可以理解為SX126X系列在2.4GHz頻段工作的版本，其內(nèi)部芯片工藝和框架結(jié)構(gòu)與SX126X也相同或相似。

        SX126X芯片只有兩個(gè)調(diào)制解調(diào)引擎，而SX1280內(nèi)部有5種調(diào)制解調(diào)引擎。

LoRa2.4GHz：遠(yuǎn)距離、低速率的通信，支持帶寬200/400/800/1600kHz及擴(kuò)頻因子SF=5～12，應(yīng)用于智  能家居、安防、無人機(jī)控制等領(lǐng)域。

FLRC2.4GHz：稱為快速LoRa通信（Fast Longrange Communication，也可以叫FastLoRa），可以提供一個(gè)穩(wěn)定高速且遠(yuǎn)距離的通信模式。可應(yīng)用于音視頻傳輸，也可以用于無人機(jī)控制。FLRC是Semtech公司創(chuàng)新的一種類似LoRa的調(diào)制模式，是基于MSK的一種變形技術(shù)。FLRC是一種可以實(shí)現(xiàn)高速通信且接近香農(nóng)公式理論極限的調(diào)制技術(shù)。

GFSK2.4GHz：GFSK（Gauss frequency Shift Keying，高斯頻移鍵控）是最常見的2.4GHz通信技術(shù)。主要針對傳統(tǒng)的2.4GHz無線應(yīng)用，這顆芯片帶有GFSK功能是為了兼容原有項(xiàng)目。

低功耗藍(lán)牙（Bluetooth Low Energy，BLE）：該芯片支持低功耗藍(lán)牙的物理層，用戶可以在MCU中下載藍(lán)牙的數(shù)據(jù)鏈路層（MAC），并通過SX1280實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙、LoRa多協(xié)議設(shè)備。BLE的物理層是采用GFSK作為調(diào)制解調(diào)引擎的，SX1280就是利用該特點(diǎn)通過加載BLE數(shù)據(jù)鏈路層實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙通信的。說明：SX1280只是支持藍(lán)牙的低功耗模式，藍(lán)牙的其他模式采用不同的物理層，SX1280無法支持；主要應(yīng)用于可穿戴、Beacon熱點(diǎn)、傳感器等。

測距引擎（RangingEngine）：具有射頻鏈路安全和點(diǎn)對點(diǎn)的測距功能，應(yīng)用于物品追蹤和工業(yè)4.0。測距引擎是在LoRa模式下實(shí)現(xiàn)的，讀者可以回顧2.2節(jié)中擴(kuò)頻技術(shù)在測距上的優(yōu)勢。

      SX1280芯片具有5種調(diào)制解調(diào)引擎，其內(nèi)部框圖結(jié)構(gòu)如圖4-18所示。

圖4-18     SX1280的芯片框圖

SX1280芯片的主要特征指標(biāo)如下。

遠(yuǎn)距離：最高靈敏度為-132dBm；+12.5dBm的輸出功率；最大鏈路預(yù)算為144.5dB。

低電流：LoRa模式下接收電流小于5.5mA；發(fā)射功率+12.5dBm時(shí)，發(fā)射電流為24mA；休眠模式電流為215nA。

調(diào)制模式及速率：LoRa：476b/s～200kb/s（遠(yuǎn)程）；FLRC：260kb/s～1.3Mb/s（快速遠(yuǎn)程通信）；（G）FSK/MSK：2Mb/s；藍(lán)牙物理層兼容性。

測距引擎：飛行時(shí)間（TimeofFlight，TOF）測距功能，測距精度1m，最遠(yuǎn)支持4km距離測距；內(nèi)置測距數(shù)據(jù)過濾功能。

低系統(tǒng)成本：外圍器件BOM簡單、便宜；封裝及引腳尺寸小，24腳4mm×4mm封裝。

符合2.4GHz法規(guī)：ETSIEN300440，F(xiàn)CCCFR47第15部分，ARIBSTD-T66；支持全球頻段。

       對上述的主要指標(biāo)進(jìn)行總結(jié)，SX1280的靈敏度遠(yuǎn)超同類2.4GHz射頻芯片（藍(lán)牙和ZigBee芯片的靈敏度多為-100dBm左右）；SX1280的功耗水平也達(dá)到了業(yè)界同類芯片的領(lǐng)先水平；SX1280支撐多種調(diào)制解調(diào)制式，可以同時(shí)應(yīng)對多種應(yīng)用場景；SX1280具有測距功能且距離遠(yuǎn)、精度高、操作方便；SX1280硬件系統(tǒng)簡單外圍器件少、成本低，并支持全球2.4GHz頻段的應(yīng)用。可以看出，上述的特點(diǎn)都是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中所需要的。

二、SX128X工作距離分析