Problemas de ACK ao escalar rede LoRa Mesh acima de 9 nós

Prezados,

Estamos enfrentando dificuldades relacionadas à confirmação de ACK ao escalar uma rede LoRa Mesh acima de aproximadamente 8 a 9 end devices, e gostaríamos de esclarecer se há limitações conhecidas, recomendações de configuração ou ferramentas adequadas para análise desse cenário.

Descrição:

A rede apresenta funcionamento estável quando composta por até 8–9 nós, com comunicação confiável e recebimento correto de ACKs.
Entretanto, ao ultrapassar esse número, passam a ocorrer falhas frequentes de ACK, aumento significativo de retransmissões e degradação geral da comunicação.

Esse comportamento ocorre mesmo com:

  • baixo volume de dados,
  • intervalo elevado entre transmissões,
  • e parâmetros de rádio configurados de forma conservadora.

Topologia e hardware

Tipo de rede: LoRa Mesh
End devices: Estações meteorológicas
Gateway: Nó central da rede Mesh
Plataforma: Raspberry Pi Zero 2W (end devices e gateway)
Rádio: Módulos LoRa da Radioenge, utilizando firmware e stack fornecidos pelo fabricante

Antenas utilizadas

Gateway:
Antena Mestre 915 MHz – 6 dBi


End devices:
Antena IoT 915 MHz – 2.15 dBi

Parâmetros de rádio

  • Potência do gateway: 20 dBm
  • Potência dos end devices: valores variados
  • Bandwidth: 500 kHz
  • Spreading Factor: SF11
  • Coding Rate: 4/8
  • Classe de operação: Classe C

Características do tráfego

  • Intervalo entre transmissões: 15 minutos
  • Tamanho do payload: ~64 bytes (dados de aplicação, sem cabeçalhos da rede)

Comportamento observado

  • Limitação prática de escalabilidade da rede ao ultrapassar ~9 nós
  • Aumento expressivo de falhas de ACK
  • Crescimento do número de retransmissões
  • Indícios de colisão e congestionamento do canal conforme a densidade da rede aumenta

Dúvidas e solicitações

  1. Existe alguma limitação conhecida do LoRa Mesh nesse tipo de topologia e configuração?
  2. boas práticas ou ajustes recomendados de parâmetros para melhorar a escalabilidade da rede?
  3. A Radioenge disponibiliza ou recomenda alguma ferramenta de análise, simulador ou analisador de rede que auxilie:
  • na visualização do tráfego,
  • no ajuste fino de parâmetros,
  • ou na simulação de redes Mesh com maior número de nós?

Atualmente utilizamos o Rádio Mobile para acompanhamento, porém ele não tem se mostrado suficientemente confiável para análises mais profundas nesse cenário.

Agradecemos desde já qualquer orientação técnica ou material de apoio que possa contribuir para a análise e resolução do problema.

Atenciosamente,