关于 LoRaWAN Gateway 的有效容量，你必须知道的重要技巧

All streams flow into the sea, yet the sea is never full. 
　江河都往海里流，海却不满。--《旧•传》1：7 

引言 一个 LoRaWAN Gateway 能带载多少个节点？

随着 LoRaWAN 进入“工程实用”，一个问题亟待解决：在应用场景中，一个 LoRaWAN Gateway 能带载多少个节点？
换一句话说，在确定的节点数目和网络参数情况下，该配置多少个网关呢？

1 一个实用的 web 计算器

请链接：http://www.rimelink.com/pr.jsp（实用工具 / 网关容量计算）

1.1    实例1

网络参数：每隔 10 分钟，节点上报 12 字节；server 没有下行数据。
网关容量：13084 个节点。

1.2    实例2

网络参数：每隔 1 分钟，节点上报 12 字节；
                    每隔 10 分钟，server 下行 12 字节。
网关容量：1307 个节点。

1.3    实例3

网络参数：每隔 10 秒钟，节点上报 12 字节；
                    每隔 1 分钟，server 下行 12 字节。
网关容量：217 个节点。

2    计算原理
2.1    输入 4 个变量

上报长度(Byte) = up_payload  ， 即 node -> server 的上报数据长度。
上报间隔(Sec)  = up_interval  ,  即 node -> server 的上报时间。
下发长度(Byte) = down_payload，即 server -> node 的下发数据长度。
下发间隔(Sec)  = down_interval，即 server -> node 的下发间隔。

2.2    固有 4 个常量

up_quotient    = 0.8     ，即 节点上报通信成功率（经验值）。
package_meta = 13 Byte  ，即 LoRaWAN 帧头和帧尾元数据长度。
gw_low_bw    = 2344 bps，即 8 通道，每通道 SF12 的有效带宽。
gw_effect_bw  = 5452 bps，开启 ADR 后，网关扩展 232.6%① 的有效容量。
 
注①    ：开启ADR后网关的有效容量能提升 232.6% 的理论推导，
请参考：《SX1301吞吐量是SX1278的多少倍？》
https://blog.csdn.net/jiangjunjie_2005/article/details/75123968

2.3    推导公式

每个节点所需绝对带宽：
node_bw(bps) = (up_payload + package_meta) x 8 / up_interval

Gateway 下行通信所需绝对带宽：
down_bw(bps) = (down_payload + package_meta) x 8 / down_interval

Gateway 下行通信占空比，特别说明：SX1301 下行只有 1 通道。
down_quotient = down_bw / (gw_effect_bw / 8)

Gateway 有效带载节点数目
gw_throughput = gw_effect_bw / node_bw * up_quotient * (1 - down_quotient)