P05 · Air Hub LR 评估 —— 自有 LoRa 星型网络与 LoRaWAN 集中器
- Level-1 规格：P05-air-hub.md
- 设计附录：P05-air-hub-design.md
- 依据：Semtech LoRa 空中时间公式（按下述参数估算，未实测）、ETSI EN 300 220 子频段占空比、47 CFR 15.247；Tag 的数量与心跳取自 P12 Tag；器件价格见平台、CAN 与射频组合 §7，数据日期 2026-09-27
2026-09-29：Air Hub LR 已撤销，LoRaWAN 集中器与自有星型网都不再提供；本页保留为评估记录，Tag 的接收方式见规格 AIR-O-12。
本文是评估，不是选型决定。它比较 Air Hub LR 的两种 LoRa 形态：标准 LoRaWAN 多通道集中器（规格 GW-08，组合 L1–L3）与单颗收发器的自有星型网络（LR-lite，组合 L4–L7），供待决项 AIR-O-12 引用。
1. 单颗收发器怎样接多个设备
章节标题：“1. 单颗收发器怎样接多个设备”"点对点"不等于一个 Hub 只能接一个设备。单颗 SX1262 组成星型网：Hub 常开接收，所有节点向它上行，Hub 回 ACK。约束在于单颗 SX126x 同一时刻只能在一个频点、一个扩频因子上解调一个包，所有节点共用这一条信道，接入方式要自己设计：
| 接入方式 | 做法 | 适用 |
|---|---|---|
| ALOHA | 节点随机抖动后上行，Hub 回 ACK，丢失重传 | 信道负载低于约 10–15 % 时 |
| 时隙 TDMA | 入网时 Hub 为每个节点分配固定时隙，ACK 里带时间校正，节点靠自身晶振守时；告警不等时隙，立即发送并重传，另留竞争时隙 | 大量周期性心跳 |
| 多信道 | 再加一颗 SX1262 放在第二个频点（约 $1.75） | 容量不够时扩展 |
LoRaWAN 自带的入网、会话密钥、完整性校验（MIC）与帧计数防重放，在自有协议里都要自己实现，并按 V-03 验收；ACK 窗口可参照 LoRaWAN Class A 的"发后短时开窗"。
2. 容量估算
章节标题：“2. 容量估算”负载 16 字节、CR 4/5、8 符号前导、显式头与 CRC：
| 配置 | 单包空中时间 | TDMA 时隙（含保护） | 64 个节点一轮 |
|---|---|---|---|
| SF7 / 125 kHz | 约 52 ms | 约 72 ms | 约 4.6 s |
| SF10 / 125 kHz | 约 330 ms | 约 350 ms | 约 22 s |
| SF7 / 500 kHz（美国） | 约 13 ms | 约 23 ms | 约 1.5 s |
- Tag 规格为 ≤64 个标签、2–5 s 心跳。ALOHA 下 SF7 的信道负载为 66 %（5 s）至 165 %（2 s），不可行，只能用 TDMA。
- TDMA 下 SF7 / 125 kHz 能排下 5 s 周期，排不下 2 s；远距离的 SF10 一条信道只够几个节点。
- LoRaWAN 也解决不了 2 s 心跳：EU868 普通子频段每台设备 1 % 占空比，SF7 每 2 s 发一次即约 2.6 %，超标，与网关是否多通道无关。Tag 的心跳周期应在
AIR-O-12重审，例如心跳放宽到 30–60 s、告警事件立即发送。
3. 区域规则
章节标题：“3. 区域规则”| 区域 | 要点 |
|---|---|
| EU868 | 普通子频段每台设备 1 % 占空比；869.4–869.65 MHz 允许 10 %，适合心跳；Hub 的下行 ACK 同样受占空比约束 |
| US915 | 单频点 125 kHz 带宽不满足 15.247 数字调制（6 dB 带宽 ≥500 kHz）的要求；须跳频，或用 500 kHz 带宽（SX1262 支持） |
| 433 MHz | 美国 15.231 只允许间歇控制信号，不适合持续 LoRa 通信 |
4. 两种形态对比
章节标题：“4. 两种形态对比”| 自有星型网（L4–L7） | LoRaWAN 集中器（L1–L3） | |
|---|---|---|
| 射频成本（含 OOK 与天线） | 约 $5.6–11.4 | 约 $15.9–29.2 |
| 同时接收 | 1 个频点、1 个 SF | 8 个频点、全部 SF 同时解调，节点无需同步 |
| 可接设备 | 自有节点（Tag、Air 的 sub-GHz 版） | 另含第三方 LoRaWAN 设备 |
| 软件 | 入网、密钥、MIC、防重放与 MAC 全部自研 | 现成的 packet forwarder / Basic Station 与网络服务器 |
| 网络服务器 | 不需要 | 本机或外部；本机的内存门槛见 AIR-O-12 |
| 规格对应 | 新增 GW-12（LR-lite） |
GW-08 |
"单信道 LoRaWAN 网关"不是折中：它不符合标准，主流网络不支持。
5. 结论（供待决项引用）
章节标题：“5. 结论（供待决项引用）”- 取舍的核心是 Air Hub LR 是否服务第三方 LoRaWAN 设备：服务则只能用集中器；只服务自有 Tag 与节点，则星型网 + TDMA 足够，省 $10–18。
- 两种形态都要求 Tag 心跳从 2–5 s 放宽，否则 EU868 的设备占空比不满足。
- L6（SX1276 单芯片分时收 LoRa 与 OOK）只在 LoRa 与 OOK 同在 433 MHz 且接受分时接收时成立，与
GW-04的常收要求冲突，列为条件组合。