實測藍牙Mesh 1.1的性能更新

藍牙Mesh 1.1版本中引入了遠程配置和無線設備固件更新（OTA DFU）的功能。在這篇技術博客中，我們通過廣泛部署基于Silicon Labs（亦稱“芯科科技”）的xG24和xG21無線SoC開發板的節點并組成網絡，來分析在多個測試節點上進行的一系列實驗結果，進一步探索藍牙Mesh 1.1網絡的性能，包括網絡延遲、遠程配置和OTA, DFU性能的詳細測試設置和結果等實用數據。

測試網絡及條件

測試環境是位于布達佩斯的芯科科技商業辦公樓，其范圍內有Wi-Fi和低功耗藍牙網絡，本實驗相關的無線測試集群（wireless test clusters）分別部署在走廊、會議室、辦公室和開放區域。由于測試是在真實環境中進行的，背景噪音一直存在。這些噪音來自員工在辦公室使用的藍牙/Wi-Fi設備，以及辦公室的其他測試臺。不過，我們還是采取了一些降噪措施。這些測試是在工作日的晚上和周末進行的，目的是消除辦公室的一些噪音。

在位于辦公室的大型網絡測試裝置上進行了組播延遲（multicast latency）和OTA DFU測試。總共有43個盒子分散在地板上，每個盒子包含4-6個設備，在網絡中自然發生跳躍的大面積上創建一個256個節點的網絡。每個盒子包含六個芯科科技的無線入門套件(WSTK)，除了其中的一個僅包含四個WSTK。

前27個盒子有4個EFR32xG24和2個無線電板（Wireless Gecko Starter Kit）。盒子28-42號則有3個EFR32xG24和3個EFR32xG21無線電板。43號箱有4塊EFR32xG24射頻板和1塊EFR32xG21射頻板。辦公室呈矩形，邊長分別為38米和19米。由于樓梯、電梯、浴室和不同的維護間，有18.5m * 7.5m的區域沒有放置設備。

圖1：網絡測試環境的設置布局

圖2：本實驗在辦公樓里測試所設置的網絡盒子

延遲測試和遠程發放測試都是在一個射頻屏蔽多跳測試網絡上進行的。8個射頻隔離箱通過SMA和衰減桶（attenuation barrels）連接在一起，每個隔離箱至少包含一個EFR32xG24射頻板，用于藍牙Mesh測試用例。

我們進行了以下幾項主要測試和分析，以實際掌握藍牙Mesh 1.1網絡的性能。

◆ 延遲測試（Latency Test）

- 單播測試（Unicast Test）

- 組播測試（Multicast Test）

◆ 基于節點網絡大小的結果

◆ 單播和多播延遲測試的推理

- 廣告擴展（Advertising Extension）測試結果

◆ 遠程配置測試（Remote Provisioning Test）

◆ 無線設備固件更新（OTA DFU Test）

小結

藍牙Mesh性能測試表明，當有效載荷包含在單個數據包中時，延時非常好。吞吐量結果表明，延遲可以保持在200毫秒以下，如果有效負載小于16字節，甚至可以達到6跳。

對于較大的網絡，隨著網絡中節點數量的增加或數據包負載的增加，延遲也會增加。與有效負載大小相比，網絡大小對延遲的影響較小，后者可能導致延遲的大幅增加。

在運行這些結果時，這些網絡的可靠性大于99%。

為了在藍牙Mesh應用中獲得低延遲和高可靠性：

■ 應用程序有效負載應該適合單個數據包

■ 需要多播消息傳遞的應用程序不應該使用分段消息

后續測試注意事項：

本博客中描述的測試需要后續測試來進一步定義設備行為和網絡操作。可以執行長時間運行的穩定性測試，以查看網絡性能是否會隨著時間的推移而下降。應注意以下具體事項:

● 可以通過在測試期間將節點從該網絡中刪除來添加故障測試，以評估恢復時間和對可靠性的影響。

● 應該在不同的設備類型上執行測試，運行在片上系統和網絡協處理器（NCP）模式下。以前的測試已經揭示了這些操作模式之間的一些差異，因此應該進一步對其進行描述。