01-ADR算法：链路质量如何变成DR与功率指令

6.1 ADR 算法：链路质量如何变成 DR 与功率指令

本节摘要：ADR 是网络服务器侧把链路预算自动化的机制：根据上行信噪比估算余量，下发指令调整数据速率与发射功率。本节讲清 ADR 的状态机、SNR 映射表与设备侧的处理义务。位置：5.4 选了协议栈，本章从设备侧进入网络侧，看链路预算怎么被自动化管理。

ADR 的工作原理

ADR 由网络服务器主导，设备配合。流程：

1. 网络服务器持续收集设备的上行帧（含 SNR）
2. 取一段窗口内的最大 SNR（通常是最近 20 帧的最大值）
3. 由 SNR 反推"在当前 DR 下的链路余量"
4. 余量充足 → 升 DR（降空中时间）；余量不足 → 降 DR（提灵敏度）
5. 通过 LinkADRReq 下发新的 DR 与发射功率
6. 设备执行并回 LinkADRAns
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关键思想：用"当前 DR 下测得的最大 SNR"推断"升一档后的 SNR"。由于升档灵敏度变差，SNR 阈值表是 ADR 的核心数据——每档 DR 对应一个"最小可用 SNR"。

SNR 与 DR 映射表（EU868 参考）

ADR 每次只调一档（DR 或功率之一），且调整间隔有最低周期（社区常用 1–3 天），防止设备在边缘反复抖动。设备在"移动场景"（如物流追踪）应当关闭 ADR（FCtrl.ADR=0），因为位置不断变化时，按历史 SNR 推算的档位会失效。

设备侧的处理义务

设备收到 LinkADRReq 要做三件事：校验参数合法性（DR 与信道组合是否区域允许）、执行切换（改射频参数与速率表）、回 Ans（含状态码：接受/无效参数/信道无效等）。实现上，ADR 请求的幂等性同样重要——重复收到相同指令，重复执行不应产生副作用。

ADR 的完整状态机与参数

一个可落地的 ADR 实现包含五个阶段：采集（收集上行 SNR/信号强度与帧数）→ 评估（取窗口最大 SNR，映射档位）→ 决策（目标 DR 与功率，一次只动一个）→ 下发（LinkADRReq，带信道掩码与重试计数）→ 确认（等 LinkADRAns，失败则重发或降级）。

NS 侧 ADR 状态机（简化）：
IDLE → COLLECT（攒 20 帧）→ EVALUATE（取 max SNR）
  → DECIDE（目标档 = 当前档 + 余量映射）
  → SEND_REQ（LinkADRReq，重试 ≤ 3 次）
  → 等 Ans → 成功：应用新档；失败：回退旧档并告警
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参数要点：窗口长度（帧数太少评估不稳，太多响应慢，20 帧是社区常用值）；最小间隔（两次 ADR 之间至少间隔一定时长，防抖动）；功率与 DR 的联动（升 DR 可能同时要降功率，两者在 LinkADRReq 里一次下发）。

设备侧 ADRACKReq 的触发逻辑

设备侧不是被动接受，还有一个主动上报机制：ADRACKReq 位。设备在开启 ADR 且"最近 N 次上行均未收到下行 ACK"时，在 FCtrl 置位 ADRACKReq，网络服务器收到后必须应答（即使没有数据下行，也要回一个 ACK 或空帧）——这是链路劣化时设备侧的最后探测手段。实现要点：N 的取值与上报频率相关（通常 8 次上行无 ACK 触发），且关闭 ADR 的设备不应置位。

易错点补充

• ADR 与固定功率冲突：用户手动设了固定发射功率，NS 的 ADR 指令会被设备拒绝或覆盖——要么全自动要么全手动，混用会导致 NS 侧的调账失效；
• 窗口最大值法对突发干扰敏感：一次强干扰下的高 SNR 会让评估虚高，成熟实现会对 SNR 做滤波或取分位数；
• ADR 后不回测：下发指令后没有回读实测 SNR 验证，等于开环控制，好实现会持续监控新档位下的 SNR 是否符合预期。

易错点清单

• 设备侧自行决定升速率：ADR 是 NS 的职责，设备侧只能响应指令，自行提速会绕过网络侧的干扰协调；
• 移动设备开 ADR：SNR 窗口内最大值法在移动场景失真，产生"刚升档就失联"的抖动；
• ADR 应答丢失不回补：NS 发指令后等不到 Ans 会重发或停止调账，设备侧应尽快应答；
• 忽略 ADRACKReq 机制：设备在连续 N 次上行未收到 ACK 时置 ADRACKReq 位，NS 据此重新评估链路——这是链路劣化时的最后防线，不能关。

要点回顾：ADR 用"最大 SNR + 档位阈值表"推断余量，一次一档、低频调整；设备侧负责校验、执行、应答；移动场景关 ADR。下一节把区域参数表摊开——同一套机制在不同监管规则下怎么变。

ADR 与移动性场景的工程折中

物流追踪、人员定位这类移动设备不能开标准 ADR（历史 SNR 会失效），工程上有三种折中：固定中速档——用 SF9/SF10 固定档位，牺牲省电换稳定，适用于移动范围可控的设备；短窗口 ADR——把 SNR 评估窗口缩短（如 5 帧），对移动场景更快响应，但抖动也更大；混合策略——平时关 ADR 用固定档，网络侧检测到连续丢包时临时降速。三种方案都没有标准答案，取决于移动速度、上报频率与链路余量的真实分布，建议用场测数据（8.2）验证后定。

ADR 参数与容量的联动

ADR 不只是设备侧的省电工具，它直接决定网络容量（2.2 的容量账）：全网设备都跑 SF12，网关容量骤降；ADR 把设备提到 SF7，容量提升 15 倍。因此网络侧对 ADR 的"期望档位"应作为运营参数管理：容量紧张时优先提速（把余量充足的设备提到高速档），覆盖边缘时优先保通（允许低速档）。NS 的 ADR 策略与容量监控联动，是大型网络的进阶玩法。

易错点补充

• ADR 响应过慢：设备长期停留在低速档，网络容量被白白占用，ADR 评估周期要按业务节奏设定；
• 功率与速率调整顺序错：先调速率后调功率（速率对容量影响更大），反过来调会先烧功率后省不出时间；
• ADR 关闭后无人接管：关 ADR 的设备要有固定档位约定与人工监控，不能放任自流。

本节速查

小结与速查：ADR 五阶段——采集、评估（窗口最大 SNR）、决策（一次一档）、下发（LinkADRReq）、确认（Ans）；参数：窗口 20 帧、最小间隔、功率联动；设备侧 ADRACKReq 是链路劣化时的最后防线；移动场景关 ADR；ADR 后要回测验证。