Semtech SX1276 SX1262 LR1121 LR2021 四代对比与升级指南

Semtech 最新发布的第四代 LoRa 芯片 LR2021 带来了 FLRC 高速模式和多频段支持。对于正在使用 SX127x 或 SX126x 的用户来说，是否值得升级以及迁移成本如何是目前的主要重点。

 

在阅读本文前你是否也有这样的困惑

1. 有必要从 Gen1/Gen2/Gen3 升到 Gen4（LR2021）？提升点在哪？
2. 速率上限到底提高多少（LoRa/FLRC/FSK）？能否支持图传/音频/更大包？
3. 更高速率下覆盖距离和穿透能力即 Link Budget 会缩水吗？
4. 关于功耗，RX/睡眠/发射电流有变化吗？
5. Sub-GHz + 2.4GHz + S-band（卫星）到底怎么用？我是不是必须用卫星？
6. 新芯片还能连旧的 LoRaWAN 基站吗，能和老款 LoRa 设备通信吗？
7. Sidewalk 或 Wi-SUN FSK 等协议是芯片原生支持还是需要自己开发协议栈？
8. 前端/天线/晶振（TCXO 是否可省）/PCB 面积/BOM 成本怎么变化？
9. 是自己贴芯片，还是直接买 LoRa2021 模块如 G-NiceRF 更稳妥？
10. 迁移成本，老代码能复用吗，软件驱动和寄存器改动大不大？

 

摘要与落地建议

在深入技术细节之前，我们需要先明确 LR2021 Gen4 的核心价值。这款芯片最大的卖点在于引入了更高速率的 FLRC 调制，最高可达 2.6 Mbps，同时提升了传统 LoRa 的速率至 125 kbps。此外，它强调了多 PHY 和多协议兼容性，并具备 Sub-GHz、2.4 GHz 以及 S-band 的多频段能力。

 

如果你需要快速落地项目，可以直接参考 G-NiceRF 的 LoRa2021 模块参数。该模块支持 1.8 V 至 3.6 V 电压，睡眠电流不高于 2 µA。在接收功耗方面，Sub-GHz 频段下 RX 电流小于 6 mA，而 2.4 GHz 频段下小于 7 mA。对于发射功耗，在 433 MHz 频段下电流小于 110 mA。其 FLRC 模式最高支持 2.6 Mbps，在 Sub-GHz 频段下，灵敏度可达 -143 dBm（在 BW 62.5 kHz 和 SF12 条件下）。

 

同口径对比

在对比不同代际芯片时，经常会遇到参数口径不一致的问题。为了避免“拿苹果比橘子”的错误，我们在对比灵敏度、速率和功耗时必须设定严格的条件。

 

关于灵敏度，我们不能只看数据手册首页的极限值。必须关注具体的扩频因子（SF）和带宽（BW）。例如，-148 dBm 往往是在极低速率下的理论值，而工程上更应关注 SF12 配合 125 kHz 或 62.5 kHz 带宽时的表现。

 

关于速率，必须区分 LoRa 速率与 FLRC 或 FSK 速率。很多芯片宣称的“最高 300 kbps”或“2.6 Mbps”通常是指 FSK 或 FLRC 模式，而非 LoRa 调制。

 

关于功耗，我们需要分别对比睡眠电流（Sleep）、接收电流（RX）以及特定功率档位下的发射电流（TX）。只有在相同的工作模式下对比，才能客观评价电池寿命的影响。

 

Semtech LoRa IP 代际演进路线

（Semtech LoRa 芯片四代技术演进路线图，展示了从 Gen 1 (SX1276)、Gen 2 (SX1262)、Gen 3 (LR1121) 到 Gen 4 (LR2021) 的升级历程，强调了向更高速率 (FLRC)、多协议支持及简化 BOM 成本的发展方向 。）

为了方便大家对比，我们按照 Semtech 官方口径将 LoRa IP 分为四代。

 

Gen1 第一代
以 SX1272、SX1276、 SX1278 和 SX1279为代表。这是最经典的 LoRa 芯片，广泛应用于早期的物联网项目。

 

Gen2 第二代
以 SX1261、SX1262、SX1268、LLCC68为代表。主要改进了低功耗性能，目前已经成为市场上的替换主力。另外，还有支持 FLRC 的 2.4GHz SX1280/SX1281 系列。

 

Gen3 第三代
以 LR1110、LR1120、LR1121 为代表。这一代的特点是增强了多频段和卫星通信能力，并在部分型号中加入卫星链路能力，适合全球部署的复杂场景。

 

Gen4 第四代
即最新的 LR2021。官方称之为 LoRa Plus，它在继承前几代 LoRa IP 的基础上，重点引入了高速率 FLRC 和更强的多协议支持。

 

核心参数对比

下表汇总了四代芯片的关键指标，帮助大家快速查阅。

特性维度	SX1276 (Gen 1)	SX1262 (Gen 2)	LR1121 (Gen 3)	LR2021 (Gen 4)
产品家族	LoRa Classic	LoRa Performance	LoRa Connect	LoRa Plus™
频率范围	137 - 1020 MHz	150 - 960 MHz	Sub-GHz, 2.4GHz, L/S 卫星频段	Sub-GHz, 2.4GHz, L/S 卫星频段
LoRa 灵敏度 (SF12/BW125)	-137 dBm	-137 dBm	-141 dBm (Boost)	-141.5 dBm (Boost)
最大 LoRa 速率	37.5 kbps	62.5 kbps	62.5 kbps	125 kbps
其它最高速率	300 kbps (FSK)	500 kbps (FSK)	300 kbps (FSK)	2.6 Mbps (FLRC)
支持调制模式	LoRa, (G)FSK, MSK, OOK	LoRa, (G)FSK, LR-FHSS (Tx)	LoRa, (G)FSK, Sigfox, LR-FHSS	LoRa, (G)FSK, FLRC , Sigfox, BLE, Zigbee/Thread, LR-FHSS
接收电流 (Sub-GHz)	10.8 - 12 mA	4.6 - 5.3 mA	5.7 mA	5.7 - 6.9 mA
最大功率 (Sub-GHz)	+20 dBm	+22 dBm	+22 dBm	+22 dBm
频率偏移容限	±BW/4	±BW/4	±BW/4	±BW/3 (扩展模式)
Doppler 抗性	数据包级 (低)	数据包级 (低)	符号级 (高)	增强符号级 + LDRO
CAD 能力	仅前导码检测	标准全包检测	标准全包检测	Multi-SF CAD + 快速 CAD (省电 70%)
纠错编码	循环纠错 (CR 4/5-4/8)	循环纠错 (CR 4/5-4/8)	长交织 (Long Interleaver)	卷积编码 (CR8/CR9) + 长交织
特色集成功能	/	引入 SF5	加密引擎 (AES-128)，支持Modem-E固件	RTToF 测距、SIMO 电源、NTC 实时温补
硬件集成设计	需外部射频开关	选配 LDO / DC-DC	选配 LDO / DC-DC	SIMO (内置 DC-DC) + Direct-Tie (无开关)
核心变化	经典 LoRa 生态起点：够远、够稳，但更像“单一长距小包无线”	更低 RX 电流 + 更现代的集成（DC‑DC/LDO），适合把“长续航小包”做得更极致	变化重点是“多频段”，开始把 LoRa 从单一 Sub‑GHz 推向更全球化/更多链路形态	变化重点从“只是更远/更省电”，转向“更高速 + 多 PHY 平台化 + 多区域单 SKU + 更强接收侧能力”

 

分代详解与工程痛点分析

Gen1 SX1276

SX1276 作为第一代产品，解决了远距离通信的基本问题，成为事实上的行业标准。它的灵敏度是 -148 dBm，并集成了 +20 dBm 的功率放大器，最大链路预算可达 168 dB。虽然它的可编程速率可达 300 kbps，但这主要是指 FSK 模式。

 

随着技术发展，Gen1 在功耗控制和集成度上开始显得吃力。许多新项目不再将其作为首选，但在维护老旧系统时，它依然有存在的价值。需要注意，不要把它的极限灵敏度误认为是工程上 SF12 配合 125 kHz 带宽时的可实现指标。

 

Gen2 SX1262

对于只需要 Sub-GHz LoRa 的应用，Gen2 提供了更优的选择。SX1262 的接收电流降低到了 4.6 mA，发射功率提升至 +22 dBm，最大链路预算达到了 170 dB。在同等条件下，它的功耗表现远优于 Gen1。

 

工程落地时，从 Gen1 迁移到 Gen2 需要注意软件和硬件的变更。SPI 驱动方式有所改变，射频前端电路也需要调整。如果你的应用对电池寿命敏感且不需要极高速率，SX1262 目前仍然是性价比极高的选择。

 

Gen3 LR1121

Gen3 代表了 Semtech 向多频段和卫星通信领域的拓展。LR1121 覆盖了 150 MHz 到 960 MHz 的 Sub-GHz 频段，同时支持 2.4 GHz 以及 S-band 和 L-band 卫星频段。

 

对于普通用户，是否需要 Gen3 取决于你是否真的需要卫星连接或全球频段覆盖。如果你的产品只需在特定地区的地面网络运行，Gen3 的系统复杂度可能会带来不必要的成本。

 

Gen4 LR2021

LR2021 被称为“LoRa Plus”，它的核心在于解决了 LoRa 传输速率低的痛点。Semtech 官方资料显示 LR2021 支持 Sub-GHz、2.4 GHz ISM 和授权的 S-band 频段，并向后兼容以保证 LoRaWAN 的生态。

 

最引人注目的是 FLRC 模式，速率最高可达 2.6 Mbps，LoRa 模式也提升到了 125 kbps。相比SX1262 在 Sub-GHz 频段的灵敏度提升了 4.5 dB，并增加了对频率偏差的容忍度。这意味着它不仅能传得更远，还能传得更快。

 

LR1121 vs LR2021

与上一代 LR1121 模块相比，它在第三代芯片 LR1121 的基础上进行了多项重要升级。比如 引入了快速远程通信（FLRC）调制技术，让它的最高传输速率达到了 2.6 Mbps，而且 LoRa 调制的速率上限也提高到了 125 kbps。相比之下，上一代的 LR1121 等芯片更侧重于传统的 LoRa 和 (G)FSK 调制，无法提供这种高速率的物理层能力。

 

在接收性能方面，LR2021 在 sub-GHz 频段的灵敏度达到了 -141.5 dBm（@LoRa 125 kHz），这一指标优于 LR1121 的 -141 dBm，并且这种高性能是在更简单的 Direct-Tie（直接连接） 架构下实现的。此外，LR2021 支持高达 +/- 33% 带宽（BW） 的偏移，而 LR1121 等前几代芯片通常限制在 +/- 25% BW。同时，LR2021 的相位噪声表现也很好，在满足日本 ARIB 等严格的区域法规时，不需要像以前那样降低发射功率或者增加昂贵的滤波器。

 

在功耗管理和信道监听方面，LR2021 增加了快速信道活动检测（Fast CAD） 功能，通过自适应阈值机制大幅缩短了检测时间。把平均检测时长从约 5 个符号减少到了 1.5 个符号，因此在“先听后发”（LBT）的应用场景中可以将功耗降低大约 70%。另外，LR2021 还支持多扩频因子并行检测（Multi-SF CAD），能同时侦听最多 4 个不同的扩频因子，这大大提高了信号捕获的效率。

 

为了提高在恶劣射频环境下的抗干扰能力，LR2021 加入了全新的卷积编码方案（CR8 和 CR9），并结合了长交织技术。这增强了设备对快速衰落（Fast Fading） 和突发干扰的抵抗力，确保了长距离通信的稳定性。最后，芯片内部集成了高效率的 SIMO（单输入多输出）DC-DC 转换器，其效率超过 85%，在维持 +22 dBm 高功率发射的同时提供了更好的电池寿命。

 

简单来说，如果把 LR1121 比作一个探险家，那么 LR2021 就像是给这位探险家换上了更快的跑鞋（FLRC 2.6 Mbps）、更敏锐的耳朵（更强的频偏容忍度） 和更强的耐力（Fast CAD），让他能在更复杂的荒野中跑得更久且更可靠。

 

从芯片到模块的落地抉择

选择模块还是自行设计

在实际产品开发中，直接使用模块通常比自行贴片更划算。射频设计涉及到复杂的阻抗匹配、谐波滤除和电磁兼容问题。自行设计不仅延长了开发周期，还面临生产一致性和 ESD 防护的风险。

G-NiceRF 的 LoRa2021 模块已经提供了典型应用电路、引脚定义和机械尺寸，并提供了演示代码。为开发者节省了大量的底层调试时间，确保了硬件层面的稳定性。

 

LoRa2021 模块关键参数表

 

（思为无线研发的 LoRa2021 无线通信模块正视图，采用便于贴片的邮票孔封装设计 。）

为了方便选型，我们整理了 LoRa2021 模块的核心参数。

类别	关键参数项	准确数据	核对说明与来源依据
基础特性	工作电压	1.8 ~ 3.6 V	典型值为 3.3V。
	工作温度	-40 ~ +85 ℃	工业级标准。
	模块尺寸	19.72 × 15.0 × 2.2 mm	邮票孔封装。
射频频段	低频段 (Sub-GHz)	150 ~ 960 MHz	涵盖 433/470/868/915MHz 等 ISM 频段。
	高频段 (High-Band)	1500 ~ 2500 MHz	支持 2.4GHz ISM、S 频段及 L 频段。
调制与速率	调制方式	LoRa, FLRC, (G)FSK, LR-FHSS, O-QPSK, OOK	LR2021 芯片原生支持的多协议物理层。
	FLRC 最高速率	2.6 Mbps	支持高速数据传输。
	LoRa 最高速率	125 Kbps	最高 LoRa 速率指标。
	FSK 最高速率	2000 Kbps	在 863MHz-2.5GHz 范围内可实现。
接收灵敏度	Sub-GHz LoRa	-143 dBm	@BW=62.5KHz, SF=12。芯片极限为-143dBm。
	2.4GHz LoRa	-134 dBm	@BW=406KHz, SF=12。
	S 频段 LoRa	-136 dBm	@BW=125KHz, SF=10。
发射功率	Sub-GHz 功率	+22 dBm (最大)	19~22dBm 可调，符合 Gen 4 高功率特性。
	2.4GHz 功率	+12 dBm (最大)	10~12dBm 可调。
功耗电流	休眠电流	≤ 2 uA	@3.3V 测试条件。
	接收电流 (Sub-GHz)	< 6 mA	典型值，较 Gen 1 大幅优化。
	接收电流 (2.4GHz)	< 7 mA	@3.3V 典型值。
	发射电流 (@433MHz)	128 mA	对应 +21.4dBm 功率输出时的实测数据。
	发射电流 (@915MHz)	140 mA	对应 +21.9dBm 功率输出时的实测数据。
	发射电流 (@2.4GHz)	31.3 mA	对应 +12.2dBm 功率输出时的实测数据。
核心功能	测距引擎	支持 RTToF	原生硬件级物理层双向飞行时间测距。
	CAD 性能	快速 CAD	监听功耗最高可节省约 70% 。
	射频架构	Direct-Tie	无外部射频开关设计，优化性能。

 

 

迁移服务

（思为无线 真实应用案例时间轴，涵盖 2015 年湖南卫视、央视春晚机器人、2019 年武汉军运会、2021 年建党百年庆典、2024 年国家电网全双工音频模块，以及 2025 年 LoRa1120 与 LoRa1121 系列量产全球上市。）

 

思为无线 为从旧一代升级到 LR2021 的用户提供全方位的技术支持服务。LoRa 技术的稳定性已在许多大型项目中得到了验证。比如在 2015 年湖南卫视《全员加速中》的大规模复杂场景应用。在 2016 年和 2018 年的央视春晚中，为机器人通信提供了支持。在 2019 年武汉世界军人运动会以及 2021 年建党百年庆典的现场承担了现场通信保障。到 2024 年，该技术已经在国家电网全双工音频模块中实现了批量部署。

 

除了模块供应，思为无线 还提供包括智能天线在内的配套产品。服务涵盖了 ODM/OEM 定制、多级 MESH 组网协议以及 OTA 空中升级等全栈增值方案。

 

场景化选型

为了帮助大家做最终决定，我们总结了几个典型场景。

如果你需要低速小包与极长续航，且只在 Sub-GHz 频段工作，Gen2 SX1262 依然是极佳的选择。它的接收电流极低，生态成熟，成本也相对较低。

 

如果你需要更高吞吐量，例如传输低分辨率图片、音频片段，或者需要更大的数据包，那么 LR2021 是不二之选。它的 FLRC 模式提供了传统 LoRa 无法企及的带宽。

 

如果你需要卫星通信或全球部署，那么应重点考虑 LR1121 或 LR2021。它们的多频段能力可以简化 SKU 管理，适应不同国家的频段法规。

 

FAQ

LR2021使用 FLRC 高速模式（2.6 Mbps），Link Budget（链路预算）会下降吗？

会的，高速模式为了速率，通常要用更高的有效带宽/更高的符号速率，等效噪声更大、纠错增益更小，因此接收灵敏度会明显变差，链路预算随之下降。

LoRa（sub-GHz）的灵敏度可到 -141.5 dBm（SF12/125 kHz），

FLRC（sub-GHz）在更高速率点，灵敏度为 -101.5 dBm（1.95 Mbps），

用“链路预算 = Tx 功率 − Rx 灵敏度”粗算：

LoRa：22 − (−141.5) ≈ 163.5 dB

FLRC：22 − (−101.5) ≈ 123.5 dB

差了约 40 dB。

 

LR2021芯片提高了频偏容忍度，是不是不需要加入 TCXO？

在常温环境、并使用标准或较宽的带宽时，通常可以使用普通晶振。

但如果设备需要在极端温度下工作、使用窄带通信、高精度要求应用，或作为主设备/网关使用，则仍然建议或必须使用 TCXO。

 

LR2021的 Sidewalk、Wi-SUN、Thread 是芯片“自带”的吗？

不是。LR2021 只提供这些协议需要的底层收发能力（PHY/调制），并不包含完整的协议栈。

它可以兼容 Amazon Sidewalk、Wi-SUN、Z-Wave 等，但需要和第三方或主控 MCU 的协议栈一起使用。 所以，LR2021 更像是一个支持多种调制的射频收发器，而不是自带完整网络协议的 SoC。

 

从 SX1262 迁移到 LR2021 ，老代码能复用吗？

应用层/业务逻辑层：大部分可以继续用，比如传感器采集、数据编码、功耗策略、任务调度等，不会因为芯片升级而需要重写。

射频驱动层/寄存器接口：通常不能直接复用，需要改造或替换驱动。LR2021 的命令格式和 SX1262 不一样，如果你现有工程是直接基于 SX1262 的命令集/驱动写的（或深度绑定某个 SX126x driver），迁移到 LR2021 时至少要做“驱动适配层”重写。

LoRaWAN 协议栈：要看你用哪套栈。即使LoRaWAN逻辑能复用，也要准备好更换/移植 radio driver 适配层的工作。

 

LR2021 能连旧的 LoRaWAN 网关吗？

大多数情况下可以，因为它兼容标准的 LoRa/LoRaWAN 空口。

但要注意两点：

1. 调制方式要对，如果用 FLRC 2.6 Mbps 这种非 LoRaWAN 的模式，旧网关是收不到的。
2. 频段要对，旧网关一般只支持 sub-GHz（如 EU868/US915/AS923），不支持 2.4GHz。只要终端发射参数符合对应区域的 LoRaWAN 规范，就能正常连接。

 

附录

数据来源

本文引用的关键数据均来自 Semtech 官方 数据手册、 G-NiceRF LoRa2021 模块规格书。建议在设计前下载最新版文档进行核对。

1. G-NiceRF LoRa2021 Multi-Band Wireless Module V1.0
2. LR2021 Datasheet v1.1
3. LR1121 Datasheet
4. SX1261/SX1262 Datasheet
5. SX1276-7-8-9 Datasheet
6.  

关键名词解释

• FLRC(Fast Long Range Communication)
  这是LR2021 最核心的特征。FLRC 并非传统的 LoRa 扩频调制，而是一种结合了 GMSK 调制、前向纠错（FEC）和交织技术的高速物理层方案。它让无线传输速率直接从 Kbps 级别跃升至 2.6 Mbps。
• Link Budget (链路预算)
  这是决定设备“能传多远”的工程核心指标。计算公式为：链路预算 = 发射功率 - 接收灵敏度。
• Fast CAD (快速信道活动检测)
  这是LR2021实现极致低功耗监听的核心机制。CAD 用于在不完全进入接收模式的情况下探测信道是否有信号。LR2021 的快速 CAD 通过自适应阈值，将平均检测时长从约 5 个符号缩短至 1.5 个符号。
• Direct-Tie (直接连接架构)
  这是硬件设计简化与 BOM 成本优化的关键。是一种无外部射频开关的匹配电路设计。它允许功率放大器（PA）和低噪声放大器（LNA）直接通过无源匹配网络连接到天线，而不需要昂贵的外部切换芯片。
• Convolutional Coding (卷积编码 - CR8/CR9)
  这是针对复杂、恶劣环境的可靠性保障。是LR2021新增的一种前向纠错（FEC）方案。CR8 为 2/3 码率，CR9 为 1/2 码率。它通过将数据信息分布在多个相邻的符号中，提供重叠保护。