SX130芯片的LoRa网关吞吐量是SX127芯片的多少倍？

成都亿佰特

1.吞吐量，LoRa网关的重要性能
从广义上讲，网关是连接2个不同网络的设备。如果一个设备，它能将LoRa无线网络和Internet连接起来，它就是一个LoRa网关。

目前，大部分的LoRa网关采用SX1301基带芯片，也有部分使用SX1276/8单信道芯片。那么，SX1301芯片的数据吞吐量是SX1276/8芯片的多少倍呢？我们一起来探讨。
3 j; R0 v5 m# j8 Y+ n* j
2 |: X3 ]+ E# S! d9 Y2.误解1：SX1301=48个SX1276/8
有些行业朋友认为，SX1301有8通道，每个通道可以接收6个正交（速率不同，互不干扰）LoRa信号，那么，SX1301 = 8 x 6 = 48个SX1276/8。然而，这是不正确的！下文摘自《SX1301 Datasheet》Page-18IF0 to IF7 channels它明确地说明：SX1301能同时解调的LoRa数据包不超过8个。
7 m8 |' v! x7 i
! u2 f$ p) L& ^3 t" C" `4 E% k1

如果您只需要知道结果，看完上面的数字----8，就OK了，请移步。
& S2 W1 W) t! n9 V8 C# _+ y
如果您和我们一样，喜欢探寻更深层次的原因，请接着看下面的解释。看到下面SX1301的框架图，很快会得到2个启发：
+ ^5 M2 K  P8 H
1）它只有8路LoRa解调器，这才是真正的瓶颈！那怕一个通道（IF0～IF7）接收了6个正交数据包，解调器也只负责处理其中一个。

: [7 W3 s/ d& Q, v# t8 v/ y2）当一个通道接收LoRa信号后，会启动3个工作进程：数据包仲裁MCU，分配解调器给“合适”的LoRa通道；前导码搜索引擎，查找一个LoRa数据包的起始信号；LoRa解调器，解析该LoRa数据包。
1 ]: d$ ~3 E: a: j2 h/ M3 |, w
; ]! w. K$ @- M* C2 d. S) v" N2
* M7 I, F% J$ H' S- y4 M
刚才谈到：数据包仲裁MCU，分配解调器给“合适”的LoRa通道。那么，什么才是合适呢？这个优先级包括：接收数据包的速率，信道（IF0～IF7），射频通道（即，2个SX1255/7，分别对应Radio A和B），接收数据包的信号强度。

; w1 L! D' j' h/ c3 d3
, e! W% c2 u' K; q7 [# H
/ G1 j# ^% l  `, w! _$ W数据包仲裁MCU的优先级，是由Semtech的固件决定的，用户无法更改。这也是芯片厂商的天生优势----制定游戏规则，限定玩家的范围。
, b# Y9 Q7 e# O7 K9 A
4

3.误解2：SX1301=8个SX1276/8
那么，SX1301芯片是否等于8个SX1276/8呢？也不正确！因为，这忽略了SX1301芯片的ADR技术。

ADR（Adaptive Data Rate，速率自适应），如下图所示，依赖Node和SX1301-Gateway的距离：越近，Node将采用高速率；越远，Node将采用低速率。这可以有效地提高网络吞吐量。

; x8 B  P# j/ O4 B5 }" u4 f5
3 w1 ]/ {# s. D) o' P; I' N) H+ P
0 j0 F$ |) x, x* p4.更真实的评估
. R9 A" {9 r) P  v/ g9 {SX1301芯片的ADR技术能提高吞吐量，要准确计算性能的提升却比较难，因为，它依赖实际网络中节点的物理位置分布。
* n7 f% z9 F0 Y& ], Y
因为LoRa的长距离优势，往往基于低速率，即下表的SF12=293bps；可以看出，SF10（中速率）约为低速率的3倍，SF7（高速率）约为低速率的18倍。

) v1 B8 S' ]+ e$ r+ O  B6
6 n% E) {7 \4 V. p6 y
为此，我们提出数学统计模型。设网络节点的位置呈正态分布（这是最符合工程实施的概率分布）。如下图所示：68.2%属于常态，即ADR用不上；27.2%，ADR能提高约3倍吞吐量；4.6%，ADR能提高18倍吞吐量。

& H, d, R7 b( x% O) U+ j这样一来，ADR提高吞吐量为：68.2%x 1 + 27.2% x 3 + 4.6% x 18 = 232.6%

7
' N0 q0 x: X8 r4 y5 w5 M. a; O) s
小结：运用ADR的SX1301吞吐量相当于(8 x 232.6%) = 18.6 个SX1276/8

4 r7 z$ X9 e: J9 n* B4 s4 D" V) n