SX1301吞吐量是SX1276 8的多少倍？

從廣義上講，閘道器是連線2個不同網路的裝置。如果乙個裝置，它能將lora無線網路和internet連線起來，它就是乙個lora閘道器。

目前，大部分的lora閘道器採用sx1301基帶晶元，也有部分使用sx1276/8單通道晶元。那麼，sx1301的吞吐量是sx1276/8的多少倍呢？我們一起來**。

有些行業朋友認為，sx1301有8通道，每個通道可以接收6個正交（速率不同，互不干擾）lora訊號，那麼，sx1301 = 8 x 6 = 48個sx1276/8。

然而，這是不正確的！

下文摘自《sx1301 datasheet》page-18if0 to if7 channels

它明確地說明：sx1301能同時解調的lora資料報不超過8個。

如果您只需要知道結果，看完上面的數字----8，就ok了，請移步。

如果您和我們一樣，喜歡探尋更深層次的原因，請接著看下面的解釋。看到下面sx1301的框架圖，很快會得到2個啟發：

1）它只有8路lora解調器，這才是真正的瓶頸！那怕乙個通道（if0～if7）接收了6個正交資料報，解調器也只負責處理其中乙個。

2）當乙個通道接收lora訊號後，會啟動3個工作程序：資料報仲裁mcu，分配解調器給「合適」的lora通道；前導碼搜尋引擎，查詢乙個lora資料報的起始訊號；lora解調器，解析該lora資料報。

剛才談到：資料報仲裁mcu，分配解調器給「合適」的lora通道。那麼，什麼才是合適呢？這個優先順序包括：接收資料報的速率，通道（if0～if7），射頻通道（即，2個sx1255/7，分別對應radio a和b），接收資料報的訊號強度。

資料報仲裁mcu的優先順序，是由semtech的韌體決定的，使用者無法更改。這也是晶元廠商的天生優勢----制定遊戲規則，限定玩家的範圍。

那麼，sx1301是否等於8個sx1276/8呢？也不正確！因為，這忽略了sx1301的adr技術。

adr（adaptive data rate，速率自適應），如下圖所示，依賴node和sx1301-gateway的距離：越近，node將採用高速率；越遠，node將採用低速率。這可以有效地提高網路吞吐量。

sx1301的adr技術能提高吞吐量，要準確計算效能的提公升卻比較難，因為，它依賴實際網路中節點的物理位置分布。

因為lora的長距離優勢，往往基於低速率，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，我們提出數學統計模型。設網路節點的位置呈正態分佈（這是最符合工程實施的概率分布）。如下圖所示：68.2%屬於常態，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%x 1 + 27.2% x 3 + 4.6% x 18 = 232.6%

小結：運用adr的sx1301吞吐量相當於(8 x 232.6%) = 18.6 個sx1276/8

以上都屬於理論的推導，接下來，我們一起看2個實測平台。

實測1：

這是乙個sx1278的lora閘道器，基於tdma（時分復用）方式組網，共7個node，上報12位元組資料（溫度，濕度，**；每個4位元組，為float型別）。

細心地觀察會發現，乙個node，每隔35秒才更新一次資料。這是sx1278閘道器的侷限性，因為是單通道，node只能分時隙使用頻寬，因此，乙個節點上報的延時，會隨節點數目線性增長。

這個sx1278閘道器的吞吐量為：(7x 12 x 8)b / 35s = 19bps

實測2：

這是乙個sx1301的lorawan閘道器，基於fdma（頻分復用）方式組網，共12個node，上報12位元組資料（溫度，濕度，**；每個4位元組，為float型別）。

細心地觀察會發現，乙個node，每隔5秒左右更新一次資料。這是因為sx1301有8通道，允許多個node同時上報；當然，當node隨機選擇通道時，可能因碰撞而失敗，成功上報概率約為0.9。

這個sx1301閘道器的吞吐量為：(12x 12 x 8)b / 5s * 0.9 = 207bps

拿上述2種閘道器的吞吐量比較：207 /19 = 10.8（倍），為什麼沒有達到理論上的18.6倍呢？因為基於sx1301閘道器的12個node，放置在一起，沒有使用adr技術，並且使用了最低的速率（sf12=293bps）。