这两年,“低空经济”这个词的热度非常高,根据中国民航局的数据,到2024年底,全国登记在册的民用无人机数量已超过128万架,年飞行总时长突破1800万小时。无论是物流配送、应急救援,还是农林植保、空中巡检,低空经济的应用场景正以前所未有的速度扩张。而在低空经济的各种应用场景里,通信协议的选择几乎是“生死攸关”的决策,因为它直接决定了飞行器能飞多远、能飞多稳、能传什么、能传多快,以及能不能在关键时刻保持在线。
但目前看来,似乎现实中没有一个完美的解决方案。蜂窝网络?在城市里没问题,5G的带宽也完全可以满足需求,但一旦飞到山区、跨境、海岛,信号就会变得十分不稳定,而且还要考虑运营商资费、频段授权等问题。卫星?覆盖是全了,但成本和功耗却让很多应用望而却步。就在这两者之间,LoRa这个原本扎根在地面物联网的选手, 为低空经济提供了另一种可能,它的免许可频段、低功耗、长距离和灵活组网,恰好能对应上无人机等能源受限、机动性强的低空平台的需求。
从地面到天空:LoRa的进化史
如果回顾LoRa过去的十年发展,会发现它的成长路径很有意思。最早,它是智慧城市的宠儿——德国的城市内涝预警、意大利的古迹健康监测、美国的连锁咖啡店设施管理,都是它的舞台。那时候,它的角色很明确:在地面上,借助低功耗和长距离的特性帮传感器和平台建立一条稳定、便宜的长链路。
但近几年,行业的玩法变了。海外市场里,公有网、私有网、社区网并存,亚马逊的 Sidewalk 网络甚至把 LoRa 做成了“社区级基础设施”;国内则更多是园区、楼宇、农村的私网,政策允许的局域部署让它在工业和农业里快速落地。更重要的是,随着最新的收发器芯片的推出,LoRa不再是单打独斗,它开始和Wi-Fi、蓝牙、Wi-SUN、W‑MBUS、卫星通信等多协议共存兼容,终端和网关支持多制式成了标配,这种融合不仅提升了网络的韧性,也为低空经济这种跨域应用奠定了技术基础。
LR2021:第四代LoRa新平台
在今年的2025 LoRa创新论坛上,Semtech产品营销高级总监Shahar Feldman着重分享了集成第四代LoRa技术的收发器——LoRa Plus™ LR2021。这是LoRa Plus系列的首款芯片,正如论坛上Shahar Feldman所说的 “把中高速装进‘长距离+低功耗’的躯体里,是这代的底层野心。”,LR2021的升级方向很明确:在维持低功耗、长距离的核心卖点情况下,不断增添功能特性去适应像低空经济这样的新场景。
多频多模是第一个亮点。LR2021同时支持Sub-GHz、2.4 GHz ISM和授权S波段,兼容地面和非地面网络(NTN),可以直接接入低轨卫星。对于跨区域飞行的无人机来说,使其能够轻松实现跨区域、跨国界的链路延伸。
第二个亮点是速度。新增的FLRC最高能跑到2.6 Mbps,这在LoRa里是个质的飞跃。过往的LoRa收发器只有几十kbps的速率,对于需要回传高清视频片段、AI识别结果的低空巡检、应急取证等任务根本不够用,提升到兆级极大地提高了其可用性。
第三是高集成度。单芯片集成射频前端与功率放大器(+22 dBm)、免外置开关的设计,不仅降低了BOM成本,还减少了机载设备的重量和功耗。对无人机这种对重量和功耗十分敏感的平台来说,带来的提升效果是显著的。
还有网络韧性。多扩频因子接收器、快速CAD、更高的频率偏移容限等等,这些特性让LR2021在复杂电磁环境中依然能稳住链路,保持极佳的灵敏度,同时其设计与前代LoRa设备保持向后兼容,确保了它能与现有LoRaWAN无缝对接,平滑迁移。
低空经济的通信需求,如果简单概括其实只有四个字:又远又省。无人机飞得快、飞得远,还得带着摄像头、传感器、AI模块,所以通信协议既要覆盖广阔的空域,又要适应高速移动的终端,还要在有限的能源预算下完成多样化的数据传输。这也是为什么说LoRa更契合低空经济的需求,以LR2021为例,它在这几个关键点上就踩得很准:
·跨域覆盖:S波段+NTN,让无人机在跨区域飞行中不依赖地面基站,尤其适合跨境物流、海岛巡检等任务。
·多业务承载:2.6 Mbps足够传高清视频片段和AI结果,满足应急救援、安防巡查等高价值任务。
·全球通用:2.4 GHz全球免许可频段,方便统一硬件设计,降低出海成本。
·轻量长续航:高集成度设计减少机载负担,延长飞行时间,提高任务半径。
实际落地路径
LoRa在低空经济的落地并不只是理论上的可行,实际上活动现场已经有很多案例印证了它独特的优势在低空经济领域所能释放的能量。
大规模智慧农业就是其中一个很显著的案例。传统预埋传感器的监控方案,不但传感器要面临恶劣环境的挑战,还要在大范围传感器部署成本和农业产品收益之间取得平衡,并且对于偏远地区的农田技术人员很难迅速定位出问题的区域,传感器损坏后也很难及时更换。而采用无人机后,土壤和水分的监控都可以通过无人机进行远程监控,技术人员不需要亲自去现场,效率远胜于传感器方案。针对无人或者山区的智慧农业,使用无人机监测拍摄图像采集数据,利用端侧AI进行本地运算分析,再使用LoRa拓展的卫星通信功能传输数据,就能够轻松的满足智慧农业方面的需求。
除此以外,低空物流虽然还在政策探索期,但已有企业在园区和特定航线试点LoRa+卫星的混合通信模式,地面LoRa网关接力卫星链路,既降低了通信成本,又保证了链路连续性。
LoRa在低空经济的下一步
根据Semtech LoRa生态系统高级总监、LoRa联盟董事会主席Olivier Beaujard的介绍,未来几年,更高速率、更低延迟、多协议融合以及安全性的提升可能是LoRa技术演进的重要方向,但非常值得注意的一点是,在低空经济领域LoRa绝不会“一家独大”。
其实从实际应用案例也可以看出,LoRa从来没有孤军作战,它总是和别的技术结合在一起,形成稳定又灵活的网络架构,因此从现在的技术演进和产业信号来看,LoRa这类协议并不会取代蜂窝或卫星,而是和它们形成互补,构建多层次的空地通信网络。
责编:Ricardo