在藍(lán)牙設(shè)備測試中，協(xié)議分析儀的吞吐量指標(biāo)可通過“有效數(shù)據(jù)量除以傳輸時間”的公式計(jì)算，具體需結(jié)合藍(lán)牙協(xié)議的物理層特性、協(xié)議開銷、連接參數(shù)及測試環(huán)境綜合分析。以下為詳細(xì)計(jì)算方法和關(guān)鍵影響因素：
一、吞吐量基礎(chǔ)計(jì)算公式
吞吐量（Throughput）指單位時間內(nèi)成功傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)量，計(jì)算公式為：
吞吐量=傳輸時間（Seconds）有效數(shù)據(jù)量（Bytes）
單位：通常以bps（比特每秒）或Bps（字節(jié)每秒）表示，需注意單位換算（1 Byte = 8 bits）。
二、藍(lán)牙協(xié)議開銷的扣除
藍(lán)牙低功耗（BLE）的吞吐量需扣除協(xié)議棧產(chǎn)生的固定開銷，包括：
- 數(shù)據(jù)包頭部開銷：每個BLE數(shù)據(jù)包包含地址字段、控制信息和校驗(yàn)位，約占總傳輸時間的20%。
- 幀間間隔（IFS）：LE協(xié)議規(guī)定數(shù)據(jù)包間需保留150μs的靜默期，降低頻譜利用率。
- 響應(yīng)機(jī)制（ACK）：每個數(shù)據(jù)包需接收方發(fā)送確認(rèn)，即便空包也需至少10字節(jié)開銷。
示例：
- LE 1M調(diào)制（1Mbps物理層速率）的理論最大有效吞吐量為790kbps（約占用80%的物理層帶寬）。
- LE 2M調(diào)制（2Mbps物理層速率）的理論最大有效吞吐量為1400kbps（約70%帶寬利用率，因調(diào)制復(fù)雜度導(dǎo)致同步開銷增加）。
三、關(guān)鍵參數(shù)對吞吐量的影響
- 連接間隔（Connection Interval）：
Throughput=Connection Intervaln×Payload Size
- 參數(shù)選擇：
- 短間隔（<100ms）：適合低延遲場景，但易受丟包后重傳延遲的影響。
- 長間隔（>1s）：減少連接次數(shù)，降低功耗，但犧牲實(shí)時性。
- 調(diào)制方式：
- LE 1M：支持1Mbps速率，適用于大多數(shù)低功耗場景。
- LE 2M：支持2Mbps速率，但多設(shè)備密集場景下易受窄帶干擾，信道擁堵時魯棒性劣于LE 1M。
- 自適應(yīng)跳頻（AFH）：
- 作用：規(guī)避信道擁塞，提升頻譜利用率。
- 優(yōu)化方向：芯片的射頻設(shè)計(jì)與算法優(yōu)化直接影響AFH效果。
四、測試環(huán)境與工具配置
- 硬件對等性：
- 使用同一開發(fā)板、天線及供電方案，僅更換主控芯片，確保測試公平性。
- 動態(tài)場景覆蓋：
- 在200㎡辦公區(qū)內(nèi)移動測試終端，模擬真實(shí)干擾環(huán)境（含微波爐、Wi-Fi路由器等）。
- 雙設(shè)備同步測量：
- 通過中央設(shè)備與外圍設(shè)備并置，采集兩者吞吐量熱力圖數(shù)據(jù)。
五、實(shí)際案例分析
- CYW20829與競品N對比：
- LE 1M模式：
- CYW20829最大吞吐量：696.38kbps。
- 競品N最大吞吐量：10.34kbps。
- 差異原因：
- CYW20829發(fā)射功率10dBm，有效通信距離延長至約23米；競品N發(fā)射功率8dBm，邊緣區(qū)域頻繁斷連。
- CYW20829的AFH算法動態(tài)跳過繁忙信道，減少重傳次數(shù)；競品N在微波爐開啟時吞吐量驟降至零。
- LE 2M模式：
- CYW20829在遠(yuǎn)離基站時性能下降幅度小于競品N，因-95dBm接收靈敏度使其能在弱信號條件下維持連接。
- 連接間隔與丟包率：
- 在400ms連接間隔下，丟包會導(dǎo)致傳輸暫停直至下一個連接事件。
- CYW20829重傳延遲平均為28ms（因連接間隔短），競品N延遲高達(dá)400ms。
- 在信號強(qiáng)度低于-90dBm的區(qū)域，競品N丟包率超過40%，而CYW20829通過高靈敏度天線將丟包率控制在10%以內(nèi)。
六、優(yōu)化建議
- 射頻設(shè)計(jì)優(yōu)化：
- 提高發(fā)射功率與接收靈敏度，擴(kuò)展有效通信范圍。
- 協(xié)議優(yōu)化：
- 采用高效的AFH算法，減少信道競爭導(dǎo)致的重傳。
- 工程適配性：
- 支持靈活的連接參數(shù)配置（如短間隔模式），滿足低延遲與高吞吐的雙重需求。
