Dla tych, którzy muszą kupić Bramka LoRaWAN, być może najważniejszym pytaniem jest: ile węzłów może zawierać brama? mam N węzłów, ile bram LoRaWAN potrzebuję? Niestety, nie ma łatwej odpowiedzi na to pytanie.
Zakładając, że pojedyncza brama może odbierać co najwyżej pakiety danych dziennie, a częstotliwość pakietów aplikacji każdego węzła wynosi b pakietów danych na godzinę, wtedy teoretyczna wartość maksymalnej liczby węzłów, które może pomieścić pojedyncza brama, jest obliczana w następujący sposób::
S=a/(24*b).
Na przykład, jeśli pojedyncza bramka LoRaWAN jest wyposażona w układ SX1301, może otrzymać do 1.5 miliony pakietów danych dziennie. Jeśli częstotliwość aplikacji wynosi 1 pakiet na godzinę, to teoretycznie liczba węzłów, do których brama LoRaWAN może uzyskać dostęp S = 1,500,000 /(24*1) = 62500.
Rzeczywista wartość liczby węzłów, które może pomieścić pojedyncza brama, jest znacznie bardziej skomplikowana niż obliczenie wartości teoretycznej. Dla pewnej bramy, określana jest również maksymalna liczba pakietów danych, które może odbierać dziennie. Trudność polega na tym, ile pakietów każdy węzeł wysyła dziennie.
W tym samym scenariuszu aplikacji, musimy określić całkowitą długość danych przesyłanych przez węzeł każdego dnia. Jednakże, nie ma pewności, jaką długość pakietu i szybkość wysyłania należy przesłać dane o określonej długości. Jeśli długość pakietu jest inna, liczba pakietów, które trzeba wysłać, będzie nieuchronnie różna.
Na przykład, pod różnymi mocami sygnału, zastosowany współczynnik rozrzutu SF również jest inny, wtedy długość danych, które można przesłać, jest również inna, a długość danych, które można przesłać za każdym razem jest inna, co skutkuje liczbą pakietów, które należy podzielić. to nie jest to samo, tak, że nawet jeśli używana jest ta sama brama i ten sam węzeł, maksymalna liczba węzłów obsługiwanych przez pojedynczą bramę nie jest taka sama w różnych trybach obsługi węzłów.
Dla bramy z 8 kanały, bez LBT (monitoruj kanał przed wysłaniem pakietu), konkretna formuła obliczeniowa to:
Pojemność kanału (to znaczy, liczba węzłów) S = 8T / 2et0.
Pomiędzy nimi, 8 reprezentuje 8 kanały, T reprezentuje interwał transmisji, co jest związane z długością pakietu i szybkością, 1/2e to maksymalna przepustowość podstawowego Algorytm Aloha, e jest stałą, równy 2.718, a t0 reprezentuje ToA (Czas na antenie) jednego opakowania. .
Zgodnie z założeniem 10-bajtowego obciążenia, zależność między stawką a ToA jest pokazana w poniższej tabeli.
Tabela powyżej Odpowiednia tabela szybkości LoRaWAN i czasu lotu pojedynczego pakietu ToA przy założeniu 10-bajtowego obciążenia
Jako przykład, jeśli używasz układu SX1301, w przypadku braku LBT (monitoruj kanał przed wysłaniem pakietów), oraz średni czas lotu każdego pakietu t0=100ms (stąd t0=0,1s), średnia z każdego pakietu jest wysyłana raz na minutę ( Więc T=60s), to ile takich przeciętnych węzłów można pomieścić? S=8*60/(2*2.718*0.1)=883, W związku z tym, 883 węzły mogą być zakwaterowane.
Ponadto, stosowanie różnych algorytmów doprowadzi również do zmian w maksymalnej przepustowości, co doprowadzi do zmian w pojemności teoretycznej.
Na przykład, jeśli warunki wstępne są modyfikowane dla każdego węzła z funkcją LBT, a algorytm szczelinowy Aloha jest używany zamiast poprzedniego podstawowego algorytmu Aloha do oceny, maksymalna przepustowość będzie różna ze względu na różne algorytmy. W tym czasie, maksymalna przepustowość to 1/ mi, więc pojemność kanału! (to znaczy, liczba węzłów) S = 8T / et0, zatem, pojemność teoretyczna jest podwojona, to znaczy, 883*2=1766 węzłów.
If you don’t want to calculate, następnie możemy użyć następujących prostych przykładów referencyjnych, aby dokonać przybliżonego oszacowania.
W przypadku zasięgu sygnału bramki, 90% siły sygnału spełnia współczynnik powyżej SF9, Jeśli 50 bajty są wysyłane z częstotliwością 5s, bramka 8-kanałowa może odpowiadać prawie 40 terminale/węzły.
Zależność między częstotliwością a pojemnością jest liniowa. W związku z tym, jeśli rzeczywista wymagana częstotliwość zostanie zmieniona na, na przykład, częstotliwość transmisji wynosi 10s, wtedy można wywnioskować, że 8-kanałowa bramka może uzyskać dostęp prawie 80 terminale/węzły.
W scenariuszu, w którym ADR jest włączony i 90% stawki końcowej jest większa niż DR3 (SF9), zależność między bajtami a pojemnością jest prawie liniowa. W związku z tym, bajty w rzeczywistym scenariuszu można również po prostu podstawić do powyższego przykładu, aby uzyskać oszacowanie.
Ponieważ tak jest najlepiej 1 węzeł może zagwarantować, że 2 ~ 3 bramy mogą odbierać dane, jeśli obliczono zgodnie z powyższą metodą, że łącznie N bramek musi odpowiadać wszystkim węzłom, następnie, w rzeczywistym użyciu, zaleca się używanie bramek 2N~3N, zamiast N bramek, odpowiadają wszystkim węzłom, aby zapewnić, że dane mogą być odbierane.
Chyba że istnieje bardzo specjalna aplikacja, nie zaleca się, aby interwał wysyłania był krótszy niż 5s. Ogólnie rzecz biorąc, lepiej jest wysłać interwał przynajmniej do poziomu minutowego.
Standardowy protokół LoRaWAN wymaga co najmniej 2-sekundowego interwału na wysłanie pakietu.
Kiedy SF wysyła 64 bajty, czas interfejsu powietrznego jest już bliski 3s. And if you don’t comply with LoRaWAN’s air interface time requirements, chociaż bramka odpowiada tylko za transparentną transmisję, nawet jeśli protokół LoRaWAN nie jest przestrzegany, warstwa fizyczna może nadal odbierać dane, ale w tym momencie użytkownik musi samodzielnie zweryfikować i przetestować współczynnik utraty pakietów.
W rzeczywistych scenariuszach aplikacji, pojedyncza brama nie spełnia wymagań dotyczących zasięgu i przepustowości.
W przypadku spełnienia określonego współczynnika sygnału, brama może odbierać dane sygnału SF7 ~ SF12 w tym samym czasie;. Możliwości demodulacji i zasięgu pojedynczej bramy są ograniczone, i tę zdolność można osiągnąć teoretycznie, ale w praktyce jest to trudniejsze, ale wdrożenie wielu bram może zmaksymalizować przepustowość sieci. W związku z tym, w praktyce, często używanych jest wiele bram.
Gdy stawka jest stała, jeśli jest N bramek, wtedy przepustowość wielu bram = przepustowość jednej bramy * n.
Pomiędzy nimi, przepustowość pojedynczej bramy można obliczyć lub oszacować według pierwszej części.
Gdy ADR jest włączony, przepustowość wielu bram nie zmienia się liniowo.
Zgodnie z rzeczywistymi wynikami pomiarów opublikowanymi przez Smetech, kiedy ADR zostanie przyjęty, pojemność wielu bramek> pojemność pojedynczej bramy * N.^2.
Mała wskazówka: Oprócz zwiększenia pojemności bramy, włączenie ADR pomaga również zmniejszyć zużycie energii, Ponieważ technologia ADR może automatycznie dostosowywać moc transmisji danych zgodnie z jakością sygnału LoRa,. Wszystkie produkty z serii RAK7249/RAK7258 obsługują funkcję ADR. Z węzłem RAK, może skutecznie zmniejszyć prąd emisji terminala LoRa;. Dla szczegółów, you can also refer to the article “LoRa Terminal Low Power Development Strategy”.
Włączenie ADR może maksymalnie zwiększyć łączną pojemność istniejących bram przy założeniu tej samej liczby bram.
Wdrożenie współczęstotliwości umożliwia węzłom łączenie się z najbliższą bramą, maksymalizacja efektu ADR sieci. Poprawa efektu ADR polega na optymalizacji szybkości węzła. Wzrost stopy oznacza spadek TOA, co z kolei oznacza zwiększenie pojemności i zmniejszenie zużycia energii.
W związku z tym, w przypadku korzystania z wielu bramek, zaleca się stosowanie tej samej częstotliwości rozmieszczenia, które mogą pomieścić więcej węzłów niż różne wdrożenia częstotliwości. Tylko wtedy, gdy wdrożenie tej samej częstotliwości nie może spełnić wymagań dotyczących przepustowości, rozważane jest dodanie bramek międzyczęstotliwościowych.
Widać, że dla tej samej liczby bramek LoRaWAN, jeśli chcesz pomieścić większą liczbę węzłów, musisz zacząć się doskonalić od następujących aspektów: wybierz odpowiednią długość przesyłanych danych, wybierz bramkę z funkcją LBT i użyj bardziej optymalnego algorytmu, włącz ADR, wybierz wdrożenie współczęstotliwościowe.
Powyższe jest jak obliczyć przepustowość bramy LoRaWAN, co obejmuje obliczenie liczby węzłów, które mogą być obsługiwane przez pojedynczą bramę i wiele bram.
Inteligentne budynki zmieniają nasze życie i pracę, oferując niespotykany dotąd poziom komfortu, efektywność, oraz…
IoT stał się siłą transformacyjną w naszym połączonym świecie. It’s like the magical key…
Imagine a world without light...scary, Prawidłowy? We’d all be stumbling around in the dark like…
Wejdź do fascynującego świata inteligentnej automatyki biurowej, where technology takes center stage and…
Lasy mogą być trudne do obserwacji. They’re big, and the tangle of…
Stres wodny spowodowany intensywnym upałem może być szkodliwy dla wzrostu roślin, especially for small…
