1.吞吐量，LoRa網(wǎng)關(guān)的重要性能

從廣義上講，網(wǎng)關(guān)是連接2個(gè)不同網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備。如果一個(gè)設(shè)備，它能將LoRa無線網(wǎng)絡(luò)和Internet連接起來，它就是一個(gè)LoRa網(wǎng)關(guān)。

目前，大部分的LoRa網(wǎng)關(guān)采用SX1301基帶芯片，也有部分使用SX1276/8單信道芯片。那么，SX1301芯片的數(shù)據(jù)吞吐量是SX1276/8芯片的多少倍呢？我們一起來探討。

2.誤解1：SX1301=48個(gè)SX1276/8

有些行業(yè)朋友認(rèn)為，SX1301有8通道，每個(gè)通道可以接收6個(gè)正交（速率不同，互不干擾）LoRa信號(hào)，那么，SX1301=8x6=48個(gè)SX1276/8。然而，這是不正確的！下文摘自《SX1301Datasheet》Page-18IF0toIF7channels它明確地說明：SX1301能同時(shí)解調(diào)的LoRa數(shù)據(jù)包不超過8個(gè)。

如果您只需要知道結(jié)果，看完上面的數(shù)字----8，就OK了，請(qǐng)移步。

如果您和我們一樣，喜歡探尋更深層次的原因，請(qǐng)接著看下面的解釋。看到下面SX1301的框架圖，很快會(huì)得到2個(gè)啟發(fā)：

1）它只有8路LoRa解調(diào)器，這才是真正的瓶頸！那怕一個(gè)通道（IF0～I(xiàn)F7）接收了6個(gè)正交數(shù)據(jù)包，解調(diào)器也只負(fù)責(zé)處理其中一個(gè)。

2）當(dāng)一個(gè)通道接收LoRa信號(hào)后，會(huì)啟動(dòng)3個(gè)工作進(jìn)程：數(shù)據(jù)包仲裁MCU，分配解調(diào)器給“合適”的LoRa通道；前導(dǎo)碼搜索引擎，查找一個(gè)LoRa數(shù)據(jù)包的起始信號(hào)；LoRa解調(diào)器，解析該LoRa數(shù)據(jù)包。

剛才談到：數(shù)據(jù)包仲裁MCU，分配解調(diào)器給“合適”的LoRa通道。那么，什么才是合適呢？這個(gè)優(yōu)先級(jí)包括：接收數(shù)據(jù)包的速率，信道（IF0～I(xiàn)F7），射頻通道（即，2個(gè)SX1255/7，分別對(duì)應(yīng)RadioA和B），接收數(shù)據(jù)包的信號(hào)強(qiáng)度。

數(shù)據(jù)包仲裁MCU的優(yōu)先級(jí)，是由Semtech的固件決定的，用戶無法更改。這也是芯片廠商的天生優(yōu)勢(shì)----制定游戲規(guī)則，限定玩家的范圍。

3.誤解2：SX1301=8個(gè)SX1276/8

那么，SX1301芯片是否等于8個(gè)SX1276/8呢？也不正確！因?yàn)?，這忽略了SX1301芯片的ADR技術(shù)。

ADR（AdaptiveDataRate，速率自適應(yīng)），如下圖所示，依賴Node和SX1301-Gateway的距離：越近，Node將采用高速率；越遠(yuǎn)，Node將采用低速率。這可以有效地提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

4.更真實(shí)的評(píng)估

SX1301芯片的ADR技術(shù)能提高吞吐量，要準(zhǔn)確計(jì)算性能的提升卻比較難，因?yàn)?，它依賴?shí)際網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的物理位置分布。

因?yàn)長(zhǎng)oRa的長(zhǎng)距離優(yōu)勢(shì)，往往基于低速率，即下表的SF12=293bps；可以看出，SF10（中速率）約為低速率的3倍，SF7（高速率）約為低速率的18倍。

為此，我們提出數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)模型。設(shè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的位置呈正態(tài)分布（這是最符合工程實(shí)施的概率分布）。如下圖所示：68.2%屬于常態(tài)，即ADR用不上；27.2%，ADR能提高約3倍吞吐量；4.6%，ADR能提高18倍吞吐量。

這樣一來，ADR提高吞吐量為：68.2%x1+27.2%x3+4.6%x18=232.6%

小結(jié)：運(yùn)用ADR的SX1301吞吐量相當(dāng)于(8x232.6%)=18.6個(gè)SX1276/8

審核編輯黃宇