Lora信道容量、工作距离、电量的计算

黎峰吖

一、Lora网络容量的计算：
如何获取当前网关支持多少个下属节点进行通信？
在semtech官网下载lora calculator软件工具，输入节点数据的包长，带宽和扩频因子就能计算出节点每个包的飞行时间。
网关自身信道容量不同也决定节点容量。假如网关信道容量是N，节点包空中时间是t0，节点发包周期是T。
那么在节点没有LBT(发包前监听信道)的情况下，信道容量是Sum = N*T/t
0/2e; e=2.718
举个例子，比如网关1301是8个信道，平均每个包空中时间为100ms，平均每个包一分钟发一次，那么可以容纳节点数为：8 * 60/0.1/2/2.718 = 883,也就是883个节点。如果每个节点都带有LBT功能，那么可以承载2000个左右。
如果是1302，一个信道有两个解码器，理论上可以再提升50%-80%的容量。

二、Lora工作距离的计算：
lora能够传多远呢，首先传输距离与哪些因素有关呢？看公式就知道了，第一，和输出功率有关，输出功率越大，传输越远；第二，与灵敏度相关，灵敏度越好，传的越远；第三，和天线增益相关，增益越大，传的越远。第四，频率越低传的越远
什么公式呢，实际上就是弗里斯传输公式：可参见百度百科。
在下图的无线传输链路中，假设发射天线的功率为Pt,发射天线增益为Gt,接收天线增益为Gr,接收功率为Pr，工作波长为λ，两天线相距为R。
则有

f = c/λ，c为光速，所以得到R的计算公司为：
R2 = PtGtGrc2/16/π2/f2/Pr;
这就是弗里斯传输公式 [1] ，也称为功率传输方程。
由该方程得到的是理论计算距离。如果我们是卫星向地面传输，因为是直线传播，无遮挡，实际距离与理论值差别不会太大。但是如果是地面，实际上的问题是由于地球是圆形的，在城市环境中实际的传输距离需要0.1为大致距离。另外，传输距离不远的最大原因是地球形状，如果天线加高，传输距离就会改善很多。

三、工作时间的计算：
使用电池供电，节点能工作多久呢？
首先测试每秒内RX的功耗，RX的时间就是接收网关每个包的飞行时间，TX的功耗，休眠的功耗，然后也就获得了每秒的整体功耗。根据电池电量除以每秒的功耗即获得工作时间了。

比如算出一个周期内网关发送一个数据包的时间为0.1s，那么也就意味着节点RX时间为0.1s，RX功耗假设为40mA，节点Tx时间为0.02s，功耗为100mA，休眠功耗为10uA，时间为10s，那么可以算出其平均1s内的功耗为(0.140 +0.02100+10*0.01)/10.12 ，为0.6mA/s，如果1000mAh的电池供电，使用时间为1000/0.6h，即1667h。

原文链接：https://www.yunduoketang.com/article/zxjypingtai.html