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Capítulo 9 — Adaptive Data Rate (ADR)

 

9. Introdução ao ADR

O ADR (Adaptive Data Rate) é um mecanismo do LoRaWAN que permite ajustar dinamicamente os parâmetros de transmissão de um dispositivo, com o objetivo de:

  • Reduzir o consumo de bateria

  • Melhorar a capacidade da rede

  • Otimizar o uso do espectro

  • Manter a confiabilidade da comunicação

O ADR atua principalmente sobre:

  • Spreading Factor (SF)

  • Potência de transmissão

  • Data Rate (DR)

9.1 Por que o ADR é necessário?

Sem ADR, muitos dispositivos:

  • Operariam com SF alto desnecessariamente

  • Ocupariam o canal por mais tempo

  • Reduziriam a escalabilidade da rede

  • Consumiriam mais bateria

🔎 Exemplo prático
Um sensor próximo ao gateway usando SF12:

  • Funciona ✔️

  • Mas consome bateria demais ❌

  • E prejudica toda a rede ❌

O ADR evita exatamente esse cenário.

9.2 Onde o ADR atua

O ADR é um mecanismo híbrido:

No dispositivo (End Device)

  • Envia informações de link

  • Aceita ou não ajustes

  • Aplica novos parâmetros

No Network Server

  • Analisa histórico de uplinks

  • Calcula qualidade do link

  • Decide novos valores de DR e potência

  • Envia comandos MAC

➡️ A inteligência principal está no Network Server.

9.3 Informações usadas pelo ADR

Para tomar decisões, o Network Server analisa:

  • RSSI

  • SNR

  • Número de gateways que receberam o pacote

  • Histórico de uplinks

  • Margem de link

Essas informações são acumuladas ao longo de várias transmissões, não apenas uma.

9.4 Funcionamento básico do ADR

Passo a passo simplificado

  1. O dispositivo envia uplinks com ADR habilitado

  2. O servidor coleta métricas de link

  3. O servidor calcula a link margin

  4. O servidor decide:

    • Reduzir SF?

    • Reduzir potência?

  5. O servidor envia um LinkADRReq

  6. O dispositivo responde com LinkADRAns

9.5 Comandos MAC relacionados ao ADR

LinkADRReq

Enviado pelo Network Server para:

  • Alterar Data Rate

  • Alterar potência

  • Ativar/desativar canais

LinkADRAns

Resposta do dispositivo indicando:

  • Se aceitou os parâmetros

  • Se houve erro

🔎 Importante
O ADR é implementado via comandos MAC, não via payload de aplicação.

9.6 ADR no plano AU915

No AU915, o ADR é ainda mais importante devido a:

  • Grande número de canais (64 uplinks)

  • Uso de sub-bandas

  • Ausência de duty cycle fixo

  • Existência de dwell time

Estratégia típica no Brasil

  • Dispositivos próximos:

    • DR3 (SF7 / 125 kHz)

    • Potência reduzida

  • Dispositivos intermediários:

    • DR1–DR2 (SF9–SF8)

  • Dispositivos distantes:

    • DR0 (SF10)

    • SF11/SF12 apenas se necessário

9.7 Quando o ADR deve ser usado

Cenários ideais para ADR ✔️

  • Dispositivos fixos

  • Sensores estáticos

  • Prédios, cidades, universidades

  • Redes privadas e públicas estáveis

Cenários ruins para ADR ❌

  • Dispositivos móveis

  • Rastreamento (asset tracking)

  • Nós com variação rápida de sinal

🔎 Boa prática
Para dispositivos móveis, desativar ADR.

9.8 Impacto do ADR na bateria

Ao reduzir:

  • SF

  • Potência

  • Time on Air

O ADR pode:

  • Aumentar a vida útil da bateria em ordens de grandeza

  • Reduzir drasticamente o consumo médio

📌 Exemplo
SF12 → SF7
➡️ Redução de ToA de ~25×
➡️ Economia direta de energia

9.9 Impacto do ADR na capacidade da rede

Com ADR ativo:

  • Menos colisões

  • Mais dispositivos por gateway

  • Melhor uso do espectro

  • Downlink mais controlado

Sem ADR:

  • Saturação precoce

  • Latência

  • Falhas de join e downlink

9.10 Problemas comuns com ADR (AU915)

⚠️ ADR ativado em dispositivos móveis
⚠️ Histórico insuficiente de uplinks
⚠️ Sub-bandas mal configuradas
⚠️ Gateways mal posicionados
⚠️ Potência mínima excessivamente baixa

9.11 Boas práticas de ADR no Brasil

✔️ Ativar ADR em dispositivos fixos
✔️ Garantir boa cobertura de gateways
✔️ Evitar SF alto como padrão
✔️ Monitorar métricas de link
✔️ Validar LinkADRReq / LinkADRAns
✔️ Ajustar políticas no Network Server

Encerramento do Capítulo 9

Neste capítulo você aprendeu:

  • O que é o ADR

  • Como ele funciona

  • Onde atua (device × network)

  • Comandos MAC envolvidos

  • Impacto em bateria e escalabilidade

  • Boas práticas específicas para AU915

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