LoRaWAN网关覆盖范围驾驶测试

1、LoRaWA关覆盖范围驾驶测试本文通过驾驶测试，说明了在不同通信距离处，LoRa节点不同增益条件对丢包率的影响，从而对RAK7249网关在城市环境中的LoRaWAN覆盖范围的影响。本次驾驶路线长约25km，本次测试是在城市道路空间、大型水体附近区域以及高大植被和建筑物附近区域的混合测试环境下进行的。此 场景下传播特性变化很大，可覆盖不同场景（服务水平和非服务水平）的应用。一、测试条件LoRaWAN网关：RAK7249室外网关;网关放置位置：位于山顶建筑物的顶部;海拔高度：比进行驾驶测试的道路高约500米;网关所用天线：RAK 5.8dBi玻璃钢LoRa天线。天.线堵益5.8 dBi海拨高度54

2、0 m网关详细参数见图1。网美放置愤置E116.2940, N40.262O图1 LoRaWAN网关具体参数2、节点如表1所示，共4个节点，包括2个EU868频段的节点，2个CN470频段的节点。EU868频段的节点：一个带有3dB i的天线，另一个带0 dB i的天线（天线增益非常低，几乎可以忽略不计）；CN470频段的节点：一个带有3dBi的天线，另一个带0dBi的天线（天线增益非常低，几乎 可以忽略不计）。节点1节点2节点3节点4频段EU868(868.3 MHz)CN470(487.3 MHz)增益3dBi0dBi3dBi0dBiTx Power17/23 dBm17/23 dBm17

3、/23 dBm17/23 dBm海拔高度20 - 50 m20 - 50 m20 - 5020 - 50 mm表1LoRa节点具体参数节点工作方式：所有节点都使用Class A，并每60秒左右发送15字节的消息。节点采用LoRaWAN追踪器模块RAK5205，再加上室外防水外壳，形态如图2所示。图2 LoRa节点示意图（包括RAK5205及其外壳）节点要么采用3dBi天线，要么采用0dBi的天线。如图3所示，节点的固定方式为，节点安装在顶部且在处于静止状态的车辆中进行测试（车辆移动不会降低节点的性能）。图3 LoRa节点在车辆上的放置方式3、实际测试地图实际测试地点在北京市。LoRaWAN网关

4、放置于蟒山国家森林公园，携带LoRa节点的车辆从昌平区的南邵镇行驶到回龙观镇，具体行驶路线如图4所示。图4 LoRaWAN网关在城市中的实际覆盖范围测试路线二测试结果1、EU868频段（节点1和节点2）测试时的主要参数如下:Spreading Factor:从SF7 到 SF12测试距离：7km, 10km, 14km,和 20km节点 Tx Power: 17dBm, 23dBm对于节点1和节点2（ EU868频段），测试结果如表2所示:距离速率(SF)TxPower丢包率RSSI AVGSNRAVG天线增益7 kmSF1217 dBm0%-94.5 dBm8.53 dBmSF717 dBm

5、0%-94.9 dBm9.33 dBm10 kmSF1217 dBm0%-96.6 dBm5.03 dBmSF717 dBm0%-99.0 dBm4.73 dBm14 kmSF717 dBm0%-107.6 dBm-3.13 dBm20 kmSF1217 dBm0%-112.1 dBm-11.63 dBm节点220 kmSF1217 dBm-113 dBm-16.51.5 dBm75%表2 TX功率17dBm时，节点1和节点2的测试结果与预期的一样，随着距离的增加，RSSI下降，SNR信噪比变为负值。最后，速率需要从SF7切换到SF12，以便在距离网关更远处的位置成功接收数据包。使用3dBi的

6、天线，我们在距离网关20公里处仍有0%的数据包丢失。而0dBi天线，丢包率则达到了75%，这是不可接受的。可见，对于LoRa节点来说，增益大的通信距离会远一些。但是，需要注意的是，实际应用中，有可能部署的设备密度较高，当部署的设备较为密集的时候，如果LoRa首点采用增益大的天线，则可能会互相干扰。当然，在丁乂功率从17dBm增加到23dBm的情况下，如表3所示，我们得到了与表2类似的结果。但是，由于功率增加，信号效果更好一些。距离速率(SF)TxPower丢包率RSSI AVGSNR AVG天线增益7 kmSF1223 dBm0%-92.3 dBm10.73 dBmSF723 dBm0%-92

7、.7 dBm11.03 dBm10 kmSF1223 dBm0%-98.6 dBm7.03 dBmSF723 dBm0%-99.0 dBm6.93 dBm14 kmSF723 dBm0%-108.5 dBm-4.23 dBm20 kmSF1223 dBm0%-113.3dBm-9.93 dBm节点220 kmSF1223 dBm-113.0-15.61.5 dBm65%dBm表3 TX功率23dBm时，节点1和节点2的测试结果2、CN470S (节点3和首点4)测试时的主要参数如下：Spreading Factor:从SF7 到 SF12测试距离：7km, 10km,和22km节点 Tx Po

8、wer: 17dBm, 23dBm对于节点3和节点4( CN470频段)，测试结果如下表所示:节点3距离速率(SF)Tx丢包率RSSI AVG SNR AVG天线增益Power7 kmSF1217 dBm0%-85.1 dBm9.53 dBmSF717 dBm0%-90.9 dBm8.13 dBm10 kmSF1217 dBm0%-88.6 dBm9.23 dBmSF717 dBm0%-91.0 dBm8.73 dBm节点422 kmSF717 dBm0%-119.8-4.81.5 dBmdBm表4 TX功率17dBm时，节点3和节点4的测试结果节点3距离速率(SF)TxPower丢包率RSS

9、I AVGSNR AVG天线增益7 kmSF1223 dBm0%-80.5 dBm19.63 dBmSF723 dBm0%-78.6 dBm20.53 dBm10 kmSF1223 dBm0%-88.6 dBm15.43 dBmSF723 dBm0%-91.5dBm14.13 dBm节点422 kmSF723 dBm0%-119.2-5.01.5 dBmdBm表5 TX功率23dBm时，节点3和节点4的测试结果CN470频段的测试结果与EU868频段的测试结果具有相同的趋势。唯一值得注意的例外是，在22吊处，节 点3和节点4在接收数据包时都没有问题(最坏的情况下，Tx17dbm时，节点4的丢包率为1%)，此时速 率SF7。三、总结当LoRa节点采用足够增益的天线时，LoRaWAN网关即使在城市中，也可以覆盖到20km的范围第