中国电信北京研究院在未来科技城启动多场景LoRa低功耗广域网技术测试与验证

LoRa技术是低功耗广域网领域中一种热门技术，北京研究院基于未来科技城的实验环境，采用基于 SEMTECH SX1278 扩频芯片的无线模组，对几种典型场景进行了测试验证，为LPWA的试点及部署提供参考。

1.场景模拟

利用北京研究院周边的真实环境，基于300bps的速率，分别对空旷环境、住宅小区内环境、楼宇内环境，进行了有针对性的测试验证。

1.1 空旷环境

此类环境相互通信的双方中间没有阻挡，或基本可视。主要针对平原、河流、湖泊，或者能通过选取高点实现大范围可视通信的山丘等场景。

测试说明：

地点在北京研究院未来科技城及周边道路，天线发射功率20dBm，天线增益2.5dBi。室内端在办公楼15层会议室固定，高度约50米，室外移动端随车移动，高度约1.5米，在各测试点处验证。

固定节点位置

卫星地图标注

测试结果及分析：

实测最远有效传输距离8.4km。
通过调整天线角度等，在测试点1，测试点2都能做到通信数据的正常收、发。在测试点3处，基本收不到消息，无法正常通信。从实测数据看，在无遮挡或遮挡较少的情况下，LoRa至少能满足8公里以内的覆盖需求。
但是在测试过程中我们发现，当节点随车移动时，丢包率较高。

1.2 住宅小区内环境

此类环境内大多有多个住宅楼，对通信信号有一定的遮挡，一般情况下通信节点相互不可视。

测试说明：

测试地点在北京研究院东侧鲁疃嘉园小区，天线发射功率20dBm，天线增益2.5dBi。其中一个节点位置固定，另一个节点在不同测试点处进行验证。

鲁疃嘉园南区卫星地图

实测点照片

测试结果及分析：

对于区域间通信的环境，在实测小区范围内，即使是在有明显视距遮挡的情况下，节点之间的通信成功率仍然较高，仅当距离较远时，通信效果会受一定影响（如测试点2）。在实际部署中建议通过合理规划节点位置，实现更大范围的小区覆盖。

1.3 楼宇内环境

此类环境多为同一楼宇内部，主要需要考虑的是跨楼层通信的能力。主要的应用场景比如家庭水、电、燃气、热力等的抄表和统计，写字楼等楼宇内部烟感报警等应用场景。

测试说明：

测试地点在北京研究院办公楼，天线发射功率20dBm，天线增益2.5dBi。其中一个节点在15层前台位置，另一个节点在各楼层测试点处验证。每层测试点取三个位置，分别为靠电梯附近、靠窗户附近、中间内部房间或走廊。
各楼层主体结构细节上有少量的差异，但总体相似，参考平面图以及三个不同测试点在各楼层大致的位置如下：

楼层结构平面图示例

楼宇内移动节点实测图例

测试结果及分析：

从结果可以看出，节点之间穿透四层楼后仍可保证100%正常通信，而对于电梯井，或楼道间等有通道的环境中，通信能覆盖的楼层会更多。而对于阻挡较严重的房间或走廊等环境，通信覆盖能力影响较大。

2.测试情况总结

• 在空旷环境下，被测模组的有效通讯距离达到8公里，具备低成本、低功耗、传输距离远的优点，有非常高的实际应用价值，但技术门槛较低，大量互联网公司涌入，同质化竞争严重
• 在有遮挡环境，如住宅小区和楼宇内，通信效果严重依赖于节点位置的选择，需要进行专业的站址规划，中国电信可从住宅小区类项目入手，探索小区抄表、停车位管理等典型应用，打造差异化竞争优势
• 在快速移动环境中，LoRa传输效果非常差，因此LoRa更适用于固定场景下的低流量数据传输

3.下一步试验计划

• 在北京昌平区天润草莓园进行试点、探索LoRa技术在农业种植环境的温湿度、PH值、二氧化碳浓度、光照、肥力等环境远程监测应用
• 在未来科技城园区内开发基于LoRa技术的园区环境监测、基础设施监控、智慧泊车等物联应用