Para calcular a capacidade de rede LoRaWAN, diversos fatores técnicos devem ser considerados, incluindo largura de banda do canal, fator de espalhamento (SF), taxa de dados, tamanho da mensagem, limitações do ciclo de trabalho, número de gateways e frequência de transmissão de mensagens dos dispositivos. Abaixo, segue um guia detalhado passo a passo para auxiliar na estimativa. capacidade da rede LoRaWAN:

1) Identificar os parâmetros-chave

• Largura de banda (BW): Normalmente 125 kHz.
• Fator de propagação (FP): O LoRaWAN suporta SF7 a SF12, onde valores de SF mais altos significam taxas de dados mais baixas e tempos de transmissão mais longos.
• Taxa de dados (DR): Determinado pela largura de banda e pelo SF; diferentes valores de DR resultam em diferentes tempos de transmissão.
• Tamanho da carga útil: Normalmente medido em bytes, assumindo 12 bytes neste caso.
• Frequência de transmissão de mensagens: Suponha que cada dispositivo envie 10 mensagens por dia.
• Limitação do ciclo de trabalho: Considere 1% (uma restrição típica na Europa).
• Número de canais: Considere 8 canais.
• Número de dispositivos: Este é o parâmetro que precisamos estimar.

2) Calcule o tempo de transmissão de uma única mensagem.

Utilize a seguinte fórmula para calcular o tempo de transmissão de uma única mensagem LoRa:
[T_mensagem = Tempo de Símbolo × (Símbolos da Carga Útil + Comprimento do Preâmbulo)]
Onde o Tempo de Símbolo depende do SF e da BW, e os Símbolos da Carga Útil estão relacionados ao tamanho da carga útil e à taxa de codificação (CR).

• Tempo simbólico = (2^{São Francisco}/BW)
• Símbolos de carga útil Depende do CR e do tamanho da carga útil.

Por exemplo, com uma largura de banda de 125 kHz e SF12, o envio de uma mensagem de 12 bytes pode levar cerca de 1,5 segundos (este é um valor aproximado, e valores específicos podem ser calculados usando ferramentas especializadas).

Uma maneira simples de calcular esse número é usar a ferramenta abaixo.

https://www.semtech.com/design-support/lora-calculator

3) Calcule o número máximo de mensagens por canal.

Supondo que o canal esteja operando com o ciclo de trabalho máximo:

[N_{máximo por canal} =T_disponível/T_mensagem]

Onde se encontra o tempo total disponível em um dia (normalmente 24 horas multiplicadas por 3600 segundos) e o limite do ciclo de trabalho (por exemplo, 1%).

4) Calcule o número máximo de mensagens por gateway.

Se houver 8 canais:

[N_{máximo por gateway} = N_{máximo por canal} × 8]

5) Estime o número máximo de dispositivos.

Considerando que cada dispositivo envie 10 mensagens por dia:

[N_dispositivos = N_{máximo por gateway}/Mensagens diárias por dispositivo]

6) Estimativa final da capacidade da rede

Seguindo os passos acima, você pode estimar a capacidade máxima teórica de uma rede LoRaWAN. No entanto, a capacidade real costuma ser menor devido a fatores práticos como distribuição de dispositivos, interferência de sinal, conflitos de pacotes e taxas de falha de transmissão. Na prática, a capacidade real de um gateway de 8 canais pode variar de alguns milhares a dezenas de milhares de dispositivos.

Exemplo:

• Se o tempo de transmissão (T_”msg”) para uma única mensagem for de 1,5 segundos e o ciclo de trabalho for de 1%, então um canal pode lidar com aproximadamente 576 mensagens por dia.
• Distribuídos por 8 canais, isso totaliza cerca de 4608 mensagens por dia.
• Se cada dispositivo enviar 10 mensagens por dia, o gateway poderá suportar aproximadamente 460 dispositivos. Recomendamos utilizar cerca de 15% da capacidade total do gateway para evitar conflitos e perdas de pacotes recorrentes.

Este método de cálculo pode ser aplicado a diversos cenários de implantação LoRaWAN, com valores específicos variando de acordo com a configuração da rede e as condições ambientais. Por favor, Contate-nos para obter o “Ferramenta de avaliação da capacidade da rede LoRaWAN de 8 canais”

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