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 -143dBm（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。

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

（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。

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

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。