物聯(lián)網(wǎng)如何選擇無線通訊技術才能獲得最佳投資回報？
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為什么大多數(shù)的物聯(lián)網(wǎng)需求無法得到滿足呢？我們可以很容易排除掉功能性原因，現(xiàn)有的網(wǎng)絡技術幾乎可以實現(xiàn)所有的物聯(lián)網(wǎng)應用的功能。既然功能實現(xiàn)沒有問題，需求也在，那么最大的可能就是投資回報（ROI）的問題。
物聯(lián)網(wǎng)大多數(shù)應用的個體價值比較低，白話說就是人們愿意為了很多物聯(lián)網(wǎng)應用支付的對價比較低，這就導致了很多物聯(lián)網(wǎng)應用的投資回報很低，往往低到投資收益低于投資成本的程度，從市場的角度看，自然不會有人愿意投資。所以現(xiàn)階段只有少量高價值物聯(lián)網(wǎng)應用（投資成本高，但投資收益也大，能夠產(chǎn)生正投資回報，例如一些工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)應用）、政府補貼類應用（非市場化）以及建網(wǎng)成本低廉的抄表類應用（雖然投資收益不大，但收益于LoRa、NB-IoT等LPWAN技術，投資成本更低，能夠產(chǎn)生正投資回報）有比較好的發(fā)展，更多的物聯(lián)網(wǎng)應用由于投資回報低而無法市場化。
因此，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)最大的問題就是投資回報不足以讓大量潛在需求變成有效需求。 物聯(lián)網(wǎng)的核心在于“聯(lián)”，因此，“聯(lián)”接部件是物聯(lián)網(wǎng)應用中最重要的部件， 顯而易見，無線連接將是物聯(lián)網(wǎng)“聯(lián)”接中最主要的形式。千米電子正式從這個物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中應用最廣泛的部件著手，根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應用的通訊特點， 歷經(jīng)七年， 成功研發(fā)了能夠最大程度解決投資回報不足問題的LaKi超低功耗實時廣域網(wǎng)技術。
LaKi， 是英文Last Kilometer IoT Coverage（最后一公里物聯(lián)網(wǎng)覆蓋）中的前兩個單詞中的La和Ki的組合，讀音和Lucky相同， 顧名思義，這是一種專注于物聯(lián)網(wǎng)最后一公里海量終端覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)新無線通訊技術。
LaKi是目前唯一一個能夠同時實現(xiàn)廣覆蓋、低功耗和低時延三大關鍵特性的無線通訊技術。這三大關鍵特性直接關系到?jīng)Q定物理****資回報核心：廣覆蓋降低了網(wǎng)絡成本， 低功耗則降低了終端成本，這使得物聯(lián)網(wǎng)的投資成本得到最大限度的降低； 低時延則提升了網(wǎng)絡的應用價值，這是提升投資收益的最關鍵手段。 可見， 同時滿足這三大關鍵特性， 就是從降低投資成本、提高投資收益上雙管齊下，使得投資回報最大化。
廣覆蓋包含了大用戶處理能力（有時被稱為并發(fā)容量）和長通訊距離， 使得****的覆蓋范圍很廣、能夠接入的有效終端數(shù)量更多， 無疑會大幅降低網(wǎng)絡成本。
低功耗是物聯(lián)網(wǎng)通訊技術的非常重要的特性， 因為物聯(lián)網(wǎng)終端數(shù)量大， 不能自我維護，很多地方不具備接電條件， 因此無源或者低容量電池長期續(xù)航就非常必要，是終端低總體成本的必要保障。
低時延則對于網(wǎng)絡的應用適應性至關重要， 什么是應用適應性？ 就是網(wǎng)絡適合承載應用的種類、數(shù)量的多少， 網(wǎng)絡能夠承載的應用種類越多、數(shù)量越多， 我們說這個網(wǎng)絡對應用的適應性越好。物聯(lián)網(wǎng)應用種類繁多，對時延的要求也千差萬別，但低時延的網(wǎng)絡可以輕松承載高時延應用， 但高時延網(wǎng)絡卻無法承載低時延應用，低時延網(wǎng)絡要比高時延網(wǎng)絡應用廣泛得多。 LaKi的時延可低至毫秒級，且?guī)捀哌_1MHz， 可很好地承載中低速物聯(lián)網(wǎng)應用，而根據(jù)麥肯錫的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)報告， 物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)90%以上的應用是中低速應用， 因此， 我們可以說LaKi能夠滿足90%以上的物聯(lián)網(wǎng)應用的連接需求，LaKi的網(wǎng)絡應用價值非常高。
但要讓無線技術要同時實現(xiàn)三大關鍵特性，難度很大，這也是為何現(xiàn)階段沒有更多的技術能夠做到的根本原因。 為什么很難？我們簡要地解釋一下。
廣覆蓋意味著長距離通訊和較高的帶寬（否則用戶處理能力不足），無線通訊的距離跟****功率是正相關的，更遠的通訊距離就意味著更大的功耗； 較高的帶寬則會引入更多的噪音， 會降低信號傳輸過程中的信噪比（SNR），會降低有效通訊距離。 因此，廣覆蓋和低功耗是矛盾的，并且廣覆蓋需要降低帶寬。
低時延通訊就意味著更多的工作時間，對于時分系統(tǒng)而言， 低時延也意味著更高的帶寬。更多的工作時間使得功耗增加，實現(xiàn)低功耗難度大； 更高的帶寬使得信噪比（SNR）降低從而降低了通訊距離，實現(xiàn)遠距離通訊又成了難題。 因此，低時延和低功耗是矛盾的，并且低時延也需要提高帶寬。更多的工作時間使得功耗增加，實現(xiàn)低功耗難度大； 更高的帶寬使得信噪比（SNR）降低從而降低了通訊距離，實現(xiàn)遠距離通訊又成了難題。 因此，低時延和低功耗是矛盾的，并且低時延也需要近可能高的帶寬。
可見，廣覆蓋和低時延都是低功耗的天敵。而對帶寬來說，如果關注長距離通訊，則需要盡量降低帶寬； 如果關注低時延通訊，則需要盡量提升帶寬。因此，*通訊距離、帶寬、功耗是技術設計和研發(fā)所必須要考慮的三個最關鍵參數(shù)。*
市場上常見的物聯(lián)網(wǎng)無線通訊技術都追求低功耗，這也是大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應用所必需的特性。 在追求低功耗的前提下， 這些技術根據(jù)其主要應用場景，對通訊距離和帶寬這另外兩個關鍵參數(shù)展開設計， 因此出現(xiàn)了短距離通信技術如藍牙（BLE）、ZigBee等，長距離通訊技術如LoRa、NB-IoT、SigFox等。
藍牙技術應用非常廣泛，可以說是目前物聯(lián)網(wǎng)應用的最主要無線技術，據(jù)說藍牙的市場份額高達80%，主要是因為它的帶寬比較高，達1MHz，因此可以獲得比較低的通信時延；功耗也做到了極致，能夠使用鈕扣電池長期續(xù)航，但為了獲得上述優(yōu)勢，藍牙犧牲了通訊距離， 只能通訊數(shù)米到數(shù)十米。ZigBee則把帶寬降低到250KHz，距離上比藍牙好一點，但為了保持低功耗也只能通訊一兩百米。這些短距離技術的功耗足夠低、帶寬也足夠， 但通訊距離的限制使得他們只能小范圍、小規(guī)模部署。從藍牙能夠獲得比較大的市場份額可以看出來， 帶寬、低時延是很多物聯(lián)網(wǎng)應用所需要的。
LoRa和NB-IoT則為了能夠通訊足夠長的距離而采用了低帶寬（一般250kHz以內），一定程度上保障了較遠的通訊距離，但這種提升依然無法滿足低成本組網(wǎng)對通訊距離的極致追求，所以，實際應用中不得不把****電流提高到數(shù)十到數(shù)百毫安以獲得更遠的通訊距離，動輒數(shù)十到數(shù)百毫安的工作電流表明他們已不是真正的低功耗技術， 而又為了獲得低功耗，不得不大幅降低工作時間，讓物聯(lián)網(wǎng)終端設備處于長時間的休眠之中，而設備在休眠時實際是離線的。SigFox更是根據(jù)其設計目標——抄表類應用——而把帶寬設計到只有100Hz的程度。 這些長距離技術雖然通訊距離足夠長， 使得網(wǎng)絡部署成本比較低， 但低帶寬、長休眠卻嚴重限制了應用的種類和終端的數(shù)量，使得網(wǎng)絡只能適應少量的應用，只能承載少量終端， 嚴重削弱了網(wǎng)絡的價值。
正是因為這些市場上常見的無線通訊技術無法同時實現(xiàn)三大關鍵特性，物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)出現(xiàn)了一個很多人認可的通識：要想獲得最好的投資回報，需要根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)應用場景來選擇合適的無線技術，選擇方法就是對三大關鍵特性的權衡取舍從而決定使用何種技術，這就必然無法獲得最優(yōu)的投資回報。
我們說LaKi很好地同時實現(xiàn)了廣覆蓋、低時延和低功耗這三大關鍵特性，可不是說說而已， 而是通過LaKi已經(jīng)量產(chǎn)的射頻SoC芯片的實際測試結果得出的結論。 下面列舉用LaKi射頻SoC制作的標準模組測試而得到的實際數(shù)據(jù)：
在車輛比較少的城市直道上， 兩個外接4.5dBi增益的膠棒天線的標準模組分別作為****方和接收方，離地高度均在1.5米-2米之間, ****方采用最大的****功率5dBm（此時電流5.9mA）可以有效通訊， 接收方可以在1.5公里以外接收到數(shù)據(jù)，實現(xiàn)有效通訊；在有效通訊距離1公里以上，監(jiān)聽周期1秒，每天****30次200字節(jié)的通訊模型中，年功耗在30-60mAh（是NB-IoT或LoRa同等通訊情況下的數(shù)百分之一），可以用低容量鈕扣電池實現(xiàn)長期續(xù)航。
LaKi射頻SoC的帶寬高達1MHz，數(shù)據(jù)速率最高達近1Mbps，共有64個信道， 單信道每秒種可以處理2000個以上的終端數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡處理能力很強，也就是并發(fā)用戶容量很大。
可見， LaKi的功耗、時延和帶寬等堪比藍牙，但同功率下的通訊距離卻有近百倍的增加； 覆蓋能力堪比LoRa、NB-IoT，但低時延通訊下的遠距離通訊功耗卻降低了兩到三個數(shù)量級！足見LaKi技術已經(jīng)很好地實現(xiàn)了同時滿足廣覆蓋、低功耗和低時延的三大關鍵特性。
同時滿足三大關鍵特性也是物聯(lián)網(wǎng)基礎設施核心技術的必要條件， 因此LaKi也可以作為建設物聯(lián)網(wǎng)基礎設施網(wǎng)絡的核心技術。很多人認為泛在物聯(lián)網(wǎng)是萬物互聯(lián)時代必需的基礎設施，如何建成泛在物聯(lián)網(wǎng)呢？ LaKi提供了一個低成本的、快速的建設方案：
新建一張LaKi網(wǎng)絡，用于承載90%以上的物聯(lián)網(wǎng)應用，以獲得最好的投資回報；利用現(xiàn)有的蜂窩移動網(wǎng)絡（手機網(wǎng)絡）承載剩下的應用，這類應用一般對速率的要求比較高，應用價值比較高，能夠負擔蜂窩網(wǎng)絡較高的成本。 這種組合基本就已經(jīng)涵蓋了幾乎所有種類的物聯(lián)網(wǎng)應用，且只需要新建LaKi一張網(wǎng)絡。 而LaKi網(wǎng)絡的成本非常低， 以上海為例， 覆蓋上海全域6340.5平方公里的LaKi網(wǎng)絡最多只需要10000個****， 每個****成本不超過1000元人民幣， 這樣，只需要不超過1000萬元的硬件成本就可以建成覆蓋上海全域的泛在物聯(lián)網(wǎng)。
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