实测蓝牙Mesh 1.1的性能更新

时间： 2024-07-15 来源：SILICON LABS（芯科科技）微信公众号

技术问答

蓝牙Mesh 1.1版本中引入了远程配置和无线设备固件更新（OTA DFU）的功能。在这篇技术博客中，我们通过广泛部署基于SILICON LABS（亦称“芯科科技”）的xG24和xG21 无线SoC开发板的节点并组成网络，来分析在多个测试节点上进行的一系列实验结果，进一步探索蓝牙Mesh 1.1网络的性能，包括网络延迟、远程配置和OTA, DFU性能的详细测试设置和结果等实用数据。

测试网络及条件

测试环境是位于布达佩斯的芯科科技商业办公楼，其范围内有Wi-Fi和低功耗蓝牙网络，本实验相关的无线测试集群（wireless test clusters）分别部署在走廊、会议室、办公室和开放区域。由于测试是在真实环境中进行的，背景噪音一直存在。这些噪音来自员工在办公室使用的蓝牙/Wi-Fi设备，以及办公室的其他测试台。不过，我们还是采取了一些降噪措施。这些测试是在工作日的晚上和周末进行的，目的是消除办公室的一些噪音。

在位于办公室的大型网络测试装置上进行了组播延迟（multicast latency）和OTA DFU测试。总共有43个盒子分散在地板上，每个盒子包含4-6个设备，在网络中自然发生跳跃的大面积上创建一个256个节点的网络。每个盒子包含六个芯科科技的无线入门套件(WSTK)，除了其中的一个仅包含四个WSTK。

前27个盒子有4个EFR32xG24和2个无线电板（Wireless Gecko Starter Kit）。盒子28-42号则有3个EFR32xG24和3个EFR32xG21无线电板。43号箱有4块EFR32xG24射频板和1块EFR32xG21射频板。办公室呈矩形，边长分别为38米和19米。由于楼梯、电梯、浴室和不同的维护间，有18.5m * 7.5m的区域没有放置设备。

图1：网络测试环境的设置布局

图2：本实验在办公楼里测试所设置的网络盒子

延迟测试和远程发放测试都是在一个射频屏蔽多跳测试网络上进行的。8个射频隔离箱通过SMA和衰减桶（attenuation barrels）连接在一起，每个隔离箱至少包含一个EFR32xG24射频板，用于蓝牙Mesh测试用例。

我们进行了以下几项主要测试和分析，以实际掌握蓝牙Mesh 1.1网络的性能。详细的实验方式、程序和测试数据可访问芯科科技在线社区的技术博客

延迟测试（Latency Test）

- 单播测试（Unicast Test）

- 组播测试（Multicast Test）

基于节点网络大小的结果

单播和多播延迟测试的推理

- 广告扩展（Advertising Extension）测试结果

远程配置测试（Remote Provisioning Test）

无线设备固件更新（OTA DFU Test）

小结

蓝牙Mesh性能测试表明，当有效载荷包含在单个数据包中时，延时非常好。吞吐量结果表明，延迟可以保持在200毫秒以下，如果有效负载小于16字节，甚至可以达到6跳。

对于较大的网络，随着网络中节点数量的增加或数据包负载的增加，延迟也会增加。与有效负载大小相比，网络大小对延迟的影响较小，后者可能导致延迟的大幅增加。

在运行这些结果时，这些网络的可靠性大于99%。

为了在蓝牙Mesh应用中获得低延迟和高可靠性：

应用程序有效负载应该适合单个数据包

需要多播消息传递的应用程序不应该使用分段消息

后续测试注意事项：

本博客中描述的测试需要后续测试来进一步定义设备行为和网络操作。可以执行长时间运行的稳定性测试，以查看网络性能是否会随着时间的推移而下降。应注意以下具体事项:

可以通过在测试期间将节点从该网络中删除来添加故障测试，以评估恢复时间和对可靠性的影响。

应该在不同的设备类型上执行测试，运行在片上系统和网络协处理器（NCP）模式下。以前的测试已经揭示了这些操作模式之间的一些差异，因此应该进一步对其进行描述。

有关蓝牙Mesh 1.1的更多技术信息可参考下列应用手册：

AN1142: Mesh Network Performance Comparison

AN1424: Bluetooth® Mesh 1.1 Network Performance

AN1405: Bluetooth Mesh on Advertising Extensions

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