在藍(lán)牙設(shè)備測(cè)試中，協(xié)議分析儀的吞吐量指標(biāo)可通過(guò)“有效數(shù)據(jù)量除以傳輸時(shí)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(kāi)銷(xiāo)、連接參數(shù)及測(cè)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(shí)間內(nèi)成功傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)量，計(jì)算公式為：

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(kāi)銷(xiāo)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(kāi)銷(xiāo)，包括：

1. 數(shù)據(jù)包頭部開(kāi)銷(xiāo)：每個(gè)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(shí)間的20%。
2. 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。
3. 響應(yīng)機(jī)制（ACK）：每個(gè)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(kāi)銷(xiāo)。

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(kāi)銷(xiāo)增加）。

三、關(guān)鍵參數(shù)對(duì)吞吐量的影響

1. 連接間隔（Connection Interval）：

   • 定義：藍(lán)牙設(shè)備周期性建立連接事件的時(shí)長(zhǎng)，直接影響數(shù)據(jù)傳輸頻次。

   • 計(jì)算公式：假設(shè)單次連接事件可傳輸n個(gè)數(shù)據(jù)包，則吞吐量可近似為：

• 參數(shù)選擇：
  • 短間隔（<100ms）：適合低延遲場(chǎng)景，但易受丟包后重傳延遲的影響。
  • 長(zhǎng)間隔（>1s）：減少連接次數(shù)，降低功耗，但犧牲實(shí)時(shí)性。

2. 調(diào)制方式：
   • LE 1M：支持1Mbps速率，適用于大多數(shù)低功耗場(chǎng)景。
   • LE 2M：支持2Mbps速率，但多設(shè)備密集場(chǎng)景下易受窄帶干擾，信道擁堵時(shí)魯棒性劣于LE 1M。
3. 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(cè)試環(huán)境與工具配置

1. 硬件對(duì)等性：
   • 使用同一開(kāi)發(fā)板、天線及供電方案，僅更換主控芯片，確保測(cè)試公平性。
2. 動(dòng)態(tài)場(chǎng)景覆蓋：
   • 在200㎡辦公區(qū)內(nèi)移動(dòng)測(cè)試終端，模擬真實(shí)干擾環(huán)境（含微波爐、Wi-Fi路由器等）。
3. 雙設(shè)備同步測(cè)量：
   • 通過(guò)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

1. CYW20829與競(jìng)品N對(duì)比：
   • LE 1M模式：
     • CYW20829最大吞吐量：696.38kbps。
     • 競(jìng)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(zhǎng)至約23米；競(jìng)品N發(fā)射功率8dBm，邊緣區(qū)域頻繁斷連。
       • CYW20829的AFH算法動(dòng)態(tài)跳過(guò)繁忙信道，減少重傳次數(shù)；競(jìng)品N在微波爐開(kāi)啟時(shí)吞吐量驟降至零。
   • LE 2M模式：
     • CYW20829在遠(yuǎn)離基站時(shí)性能下降幅度小于競(jìng)品N，因-95dBm接收靈敏度使其能在弱信號(hào)條件下維持連接。
2. 連接間隔與丟包率：
   • 在400ms連接間隔下，丟包會(huì)導(dǎo)致傳輸暫停直至下一個(gè)連接事件。
   • CYW20829重傳延遲平均為28ms（因連接間隔短），競(jìng)品N延遲高達(dá)400ms。
   • 在信號(hào)強(qiáng)度低于-90dBm的區(qū)域，競(jìng)品N丟包率超過(guò)40%，而CYW20829通過(guò)高靈敏度天線將丟包率控制在10%以?xún)?nèi)。

六、優(yōu)化建議

1. 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。
2. 協(xié)議優(yōu)化：
   • 采用高效的AFH算法，減少信道競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致的重傳。
3. 工程適配性：
   • 支持靈活的連接參數(shù)配置（如短間隔模式），滿(mǎn)足低延遲與高吞吐的雙重需求。