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MCU控制4G模组（标准AT命令），CatM的最大速率？

news 2025/7/3 20:19:26

根据3GPP标准，Cat M1的上行峰值速率大约是1 Mbps，下行大约是1 Mbps。但实际速率会受到多种因素影响，比如网络条件、信号强度、模块配置等。

考虑使用AT命令时的开销。每次发送数据都需要通过AT命令，比如AT+QISEND，会引入额外的处理时间和串口通信延迟。透传模式之所以能提高效率，是因为它减少了这些命令的开销，允许数据直接通过串口传输。如果不用透传，每个数据包都需要封装成AT命令，这会增加时间，从而降低有效速率。

用户使用的是115200波特率的串口，理论上的最大传输速率是115200 bits per second，大约14.4 KB/s。但实际中，由于协议开销（起始位、停止位等），有效数据速率可能只有约11.5 KB/s。此外，AT命令的处理时间、模块的响应时间也会影响整体速率。

比如，发送一个1KB的数据包，需要发送AT+QISEND命令，等待模块响应，然后发送数据，再等待确认。每个步骤的时间总和会影响吞吐量。假设每个数据包需要100毫秒的处理时间，那么每秒最多发送10个数据包，每个1KB的话，大约是10 KB/s，即80 kbps。这明显低于理论峰值，说明AT命令的开销对速率有很大影响。

在不使用透传模式（即通过标准AT命令逐条控制模块）的情况下，Quectel BG770A 的 LTE Cat M 实际有效传输速率会显著降低。以下是关键分析：

1. Cat M1的理论速率

3GPP 标准定义：
LTE Cat M1 的理论峰值速率为 上行 1Mbps 和 下行 1Mbps（实际速率受网络、信号、模块配置影响）。
Quectel BG770A 实测能力：
在透传模式下，优化后可达到 600kbps~800kbps（TCP/UDP 传输）。

2. 非透传模式（AT命令控制）的速率限制

(1) 串口通信瓶颈

串口波特率限制：
- 若使用默认 115200 波特率，理论最大传输速率为 14.4 KB/s（115200 bps ÷ 8 = 14.4 KB/s）。
- 实际有效速率更低（需扣除AT命令交互时间、模块响应延迟等）。
典型速率范围：
- 单次发送 1KB 数据：
  每条 AT+QISEND 命令需约 50~100ms（包括命令发送、模块响应、数据确认），实际速率约为 10~20 KB/s（80~160kbps）。

(2) AT命令交互开销

发送数据流程：

AT+QISEND=<length> // 发送数据长度
> <data> // 等待模块返回">"后输入数据
OK // 模块确认发送完成
- 每条数据需 3次串口交互（命令、数据输入、确认），额外增加约 20~50ms 延迟。

3. 优化策略（提升非透传模式速率）

(1) 提高串口波特率

将波特率设为 921600（BG770A支持）：
- 理论速率提升至 115.2 KB/s，但需MCU和硬件支持高速串口。
- 实测有效速率可达 50~80 KB/s（400~640kbps）（需优化代码减少交互延迟）。

(2) 批量发送数据

合并多包数据：
通过单次 AT+QISEND 发送更大数据块（如 10KB），减少命令交互次数。

AT+QISEND=10240 // 发送10KB数据
> <10KB数据流>
OK
- 速率可提升至 200~300kbps（取决于数据块大小和网络稳定性）。

(3) 关闭冗余响应

禁用模块的自动响应（如 ATE0）：

ATE0 // 关闭回显
AT+QURCCFG="urcport","none" // 关闭非必要URC通知
- 减少串口数据干扰，提升有效带宽利用率。

4. 实际速率参考

场景	有效速率范围	备注
默认AT模式（115200）	80~160kbps	单包1KB，频繁交互
高速串口（921600）	400~640kbps	批量发送10KB数据，优化响应逻辑
透传模式对比	600~800kbps	透传模式显著更高效