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Spreading factor, taxa de dados e tempo no ar

Porque é que o SF12 chega mais longe do que o SF7, quanto isso custa em tempo no ar e quando o ADR é adequado.

Spreading factor (SF)

O spreading factor (fator de espalhamento) define quanto tempo dura um símbolo. Cada nível acima duplica aproximadamente o tempo no ar e torna o sinal mais robusto: um gateway consegue então distingui-lo ainda mais fundo no ruído.

Taxa de dados (EU868) Configuração Débito binário Payload máx. SNR mínimo Sensibilidade (típ.)
DR0 SF12, 125 kHz 250 bit/s 51 bytes −20 dB aprox. −137 dBm
DR1 SF11, 125 kHz 440 bit/s 51 bytes −17,5 dB aprox. −135 dBm
DR2 SF10, 125 kHz 980 bit/s 51 bytes −15 dB aprox. −133 dBm
DR3 SF9, 125 kHz 1760 bit/s 115 bytes −12,5 dB aprox. −130 dBm
DR4 SF8, 125 kHz 3125 bit/s 222 bytes −10 dB aprox. −126 dBm
DR5 SF7, 125 kHz 5470 bit/s 222 bytes −7,5 dB aprox. −123 dBm
DR6 SF7, 250 kHz 11 000 bit/s 222 bytes −7,5 dB aprox. −120 dBm
DR7 FSK 50 000 bit/s 222 bytes – –

Os valores de sensibilidade são valores de referência das fichas técnicas dos chips Semtech. Dependem do gateway e da sua antena.

Tempo no ar

SF762 msSF8113 msSF9206 msSF10371 msSF11823 msSF121 483 msTempo no ar de um pacote do tester: 11 bytes de payload mais 13 bytes de trama LoRaWAN, 125 kHz.
O mesmo pacote demora cerca de 24 vezes mais no SF12 do que no SF7.

Mais tempo no ar significa mais energia, mais duty cycle e o canal ocupado durante mais tempo para todos os outros. Daí a regra: tão rápido quanto possível, tão lento quanto necessário.

Taxa de dados adaptativa (ADR)

Com o ADR, o servidor de rede observa a qualidade de receção de um dispositivo ao longo de vários pacotes e indica-lhe que transmita mais depressa ou que reduza a potência. O ADR é adequado para sensores montados num local fixo.

Não serve para dispositivos que se deslocam, porque as condições mudam constantemente. Por isso, os testers de campo trabalham normalmente com um spreading factor fixo: escolhe qual a taxa de dados que quer testar.