在蓝牙设备测试中，协议分析仪的吞吐量指标可通过“有效数据量除以传输时间”的公式计算，具体需结合蓝牙协议的物理层特性、协议开销、连接参数及测试环境综合分析。以下为详细计算方法和关键影响因素：

一、吞吐量基础计算公式

吞吐量（Throughput）指单位时间内成功传输的有效数据量，计算公式为：

单位：通常以bps（比特每秒）或Bps（字节每秒）表示，需注意单位换算（1 Byte = 8 bits）。

二、蓝牙协议开销的扣除

蓝牙低功耗（BLE）的吞吐量需扣除协议栈产生的固定开销，包括：

1. 数据包头部开销：每个BLE数据包包含地址字段、控制信息和校验位，约占总传输时间的20%。
2. 帧间间隔（IFS）：LE协议规定数据包间需保留150μs的静默期，降低频谱利用率。
3. 响应机制（ACK）：每个数据包需接收方发送确认，即便空包也需至少10字节开销。

示例：

• LE 1M调制（1Mbps物理层速率）的理论最大有效吞吐量为790kbps（约占用80%的物理层带宽）。
• LE 2M调制（2Mbps物理层速率）的理论最大有效吞吐量为1400kbps（约70%带宽利用率，因调制复杂度导致同步开销增加）。

三、关键参数对吞吐量的影响

1. 连接间隔（Connection Interval）：

   • 定义：蓝牙设备周期性建立连接事件的时长，直接影响数据传输频次。

   • 计算公式：假设单次连接事件可传输n个数据包，则吞吐量可近似为：

• 参数选择：
  • 短间隔（<100ms）：适合低延迟场景，但易受丢包后重传延迟的影响。
  • 长间隔（>1s）：减少连接次数，降低功耗，但牺牲实时性。

2. 调制方式：
   • LE 1M：支持1Mbps速率，适用于大多数低功耗场景。
   • LE 2M：支持2Mbps速率，但多设备密集场景下易受窄带干扰，信道拥堵时鲁棒性劣于LE 1M。
3. 自适应跳频（AFH）：
   • 作用：规避信道拥塞，提升频谱利用率。
   • 优化方向：芯片的射频设计与算法优化直接影响AFH效果。

四、测试环境与工具配置

1. 硬件对等性：
   • 使用同一开发板、天线及供电方案，仅更换主控芯片，确保测试公平性。
2. 动态场景覆盖：
   • 在200㎡办公区内移动测试终端，模拟真实干扰环境（含微波炉、Wi-Fi路由器等）。
3. 双设备同步测量：
   • 通过中央设备与外围设备并置，采集两者吞吐量热力图数据。

五、实际案例分析

1. CYW20829与竞品N对比：
   • LE 1M模式：
     • CYW20829最大吞吐量：696.38kbps。
     • 竞品N最大吞吐量：10.34kbps。
     • 差异原因：
       • CYW20829发射功率10dBm，有效通信距离延长至约23米；竞品N发射功率8dBm，边缘区域频繁断连。
       • CYW20829的AFH算法动态跳过繁忙信道，减少重传次数；竞品N在微波炉开启时吞吐量骤降至零。
   • LE 2M模式：
     • CYW20829在远离基站时性能下降幅度小于竞品N，因-95dBm接收灵敏度使其能在弱信号条件下维持连接。
2. 连接间隔与丢包率：
   • 在400ms连接间隔下，丢包会导致传输暂停直至下一个连接事件。
   • CYW20829重传延迟平均为28ms（因连接间隔短），竞品N延迟高达400ms。
   • 在信号强度低于-90dBm的区域，竞品N丢包率超过40%，而CYW20829通过高灵敏度天线将丢包率控制在10%以内。

六、优化建议

1. 射频设计优化：
   • 提高发射功率与接收灵敏度，扩展有效通信范围。
2. 协议优化：
   • 采用高效的AFH算法，减少信道竞争导致的重传。
3. 工程适配性：
   • 支持灵活的连接参数配置（如短间隔模式），满足低延迟与高吞吐的双重需求。