Ga naar inhoud

Repeater TX/RX flow

TECHNIEK · HARDWARE-SOFTWARE SCHEIDING VAN EEN MESHCORE REPEATER

Twee diagrammen die laten zien hoe een repeater een ontvangen pakket verwerkt en doorstuurt. Het blokschema toont welke componenten erbij betrokken zijn en wie wat doet; het sequence diagram daaronder toont de tijdsvolgorde van een complete Receive (RX) → Transmit (TX) cyclus. Amber = hardware (de LoRa-chip), blauw = software: de MeshCore firmware op de Microcontroller Unit (MCU).

Hardware (LoRa-chip, bv. SX1262) Software (MeshCore firmware) Foutpad / forceer-conditie RF / hardware-pad Software-aanroep Polling / wachten =========================================================== BLOCK DIAGRAM ===========================================================

[1] Blokschema — componenten en datapaden

De LoRa-chip draait continu in RX-modus en doet zelf preamble-detectie en demodulatie in hardware. De MCU/firmware ziet daarvan alleen het resultaat via Interrupt Request (IRQ)-flags en Serial Peripheral Interface (SPI)-uitlezingen. Voor het zenden geldt het omgekeerde: de firmware besluit wanneer en wat, de chip doet de daadwerkelijke modulatie en Radio Frequency (RF)-uitvoer.

Blokschema MeshCore repeater

Wat hier opvalt

  • De LoRa demodulator staat altijd aan tijdens RX en zet zelf de IRQ-flags. Wat in sommige documenten "software-CAD" wordt genoemd is feitelijk: de chip doet Channel Activity Detection (CAD) in hardware via de correlator, de firmware leest alleen de flag uit.
  • De firmware praat altijd via SPI met de chip, behalve de Digital Input/Output 1 (DIO1)-lijn die asynchroon de MCU triggert wanneer een pakket binnen of weg is.
  • Het noise_floor-getal dat Listen Before Talk (LBT) gebruikt wordt door de software opgebouwd uit 64 Received Signal Strength Indicator (RSSI)-samples. De hardware levert alleen losse RSSI-waarden — de "noise floor" is een softwareconstruct.
  • Repeaters hebben een queue van 32 slots; bij overstroom wordt het nieuwste pakket gedropt, niet het oudste.
  • Waarom CAD/LBT in software? MeshCore ondersteunt 6+ radiochips (SX126x, SX127x, LR11xx, STM32WL) die niet allemaal dezelfde hardware-CAD/LBT-interface bieden. Door de detectielogica in de firmware te houden blijft de Hardware Abstraction Layer (HAL) chip-agnostisch.
  • Queue-prioriteit is niet alleen hop-count. Pakketten krijgen een vaste priority per type, waarbij lager = eerder verzonden: De queue sorteert eerst op scheduled_for, dan op priority, dan FIFO. Zie src/Mesh.cpp regels 61, 101, 338, 375–385, 641–645, 711.
  • priority 0: direct routed packets, acks, zero-hop messages
  • priority 1: eigen flood messages
  • priority 2: eigen path messages
  • priority 3: eigen adverts
  • priority 5: direct trace packets
  • flooded retransmits: priority = hop-count

CAD-gevoeligheid per Spreading Factor

  • De chirp-correlator van de LoRa demodulator detecteert pakketten onder de ruisvloer — hoe hoger de Spreading Factor (SF), hoe gevoeliger de detectie:
  • SF7 → tot −7.5 dB onder noise floor
  • SF8 → tot −10 dB onder noise floor
  • SF9 → tot −12.5 dB onder noise floor
  • SF10 → tot −15 dB onder noise floor
  • SF11 → tot −17.5 dB onder noise floor

  • SF12 → tot −20 dB onder noise floor

  • Dit verklaart waarom CAD veel sterker is dan LBT: LBT meet via RSSI alleen energie boven de noise floor, terwijl de correlator door processing gain signalen ziet die voor RSSI onzichtbaar zijn.

  • Belangrijke beperking: CAD herkent alleen LoRa-chirps op dezelfde SF waarop de chip luistert. Een SF8-zender is voor een SF7-luisteraar onzichtbaar voor CAD (wel zichtbaar voor LBT als RSSI hoog genoeg is).

=========================================================== SEQUENCE DIAGRAM ===========================================================

[2] Sequence diagram — één complete RX → TX cyclus

De tijd loopt van boven naar beneden. Elke verticale lijn is een actor (HW of SW). Pijlen zijn aanroepen of signalen tussen actors. De gestreepte stukken zijn wacht-/polling-periodes waarin de firmware doorgaat met andere werk maar dit pakket nog niet aan de beurt is.

Sequence diagram MeshCore repeater RX-TX flow

Lezen van het sequence diagram

  • Fase 1 draait volledig in hardware. De firmware "ziet" alleen het eindresultaat via de IRQ.
  • Fase 2–3 is software-only: parsen, een routing-besluit nemen, een TX-delay uitrekenen, in de queue zetten.
  • Fase 4 is geen actieve fase — de queue heeft een scheduled_for in de toekomst, de loop slaat dit pakket steeds over.
  • Fase 5 bevat de CAD/LBT-check. Stappen ⑰–⑱ zijn altijd actief (CAD via IRQ-flag uitlezen). Stap ⑲ (LBT via RSSI) is standaard uit (int.thresh = 0) en wordt dan overgeslagen.
  • De rode terugkoppel-lus bij ㉑ is de zwakke plek bij druk verkeer: als de chip onafgebroken preambles ziet, wordt na 4 seconden geforceerd gezonden — met risico op collision.
  • tx_delay en het 4 s CAD-window zijn onafhankelijk. De random tx_delay wordt verwerkt in scheduled_for (Fase 3–4). Het 4 s CAD-timeout window begint pas bij stap ⑭ in Fase 5, nadat scheduled_for is bereikt. Een hoge tx_delay_factor verkort het CAD-window dus niet — wat soms wordt gesuggereerd klopt niet.
  • Fase 6 is grotendeels hardware: alleen het commando "begin met zenden" komt uit software, de rest doet de chip. Pas via een nieuwe IRQ weet de firmware dat het klaar is.

Belangrijkste broncode-locaties

  • src/Dispatcher.cpp — loop(), checkRecv(), checkSend(), getCADFailRetryDelay() = 200, getCADFailMaxDuration() = 4000
  • src/helpers/radiolib/RadioLibWrappers.cpp — isReceiving(), isChannelActive(), noise floor sampling (NUM_NOISE_FLOOR_SAMPLES = 64)
  • src/helpers/radiolib/CustomSX1262.h — isReceiving(): leest IRQ-flags PREAMBLE_DETECTED en HEADER_VALID
  • src/helpers/StaticPoolPacketManager.cpp — wachtrij-implementatie, drop-bij-vol gedrag
  • examples/simple_repeater/MyMesh.cpp — getRetransmitDelay(): random(0, 5·airtime·tx_delay_factor + 1)

Laatst bijgewerkt: 24 mei 2026. Gegenereerd op basis van MeshCore broncode (meshcore-dev/MeshCore, main branch). Diagrammen zijn vereenvoudigd voor leesbaarheid; randzaken (foutafhandeling, watchdogs, AGC-reset, deep-sleep) zijn weggelaten. Voor operationele aanbevelingen ( tx_delay_factor - en int.thresh -tuning, aanbevelingen voor SF7/SF8 cohabitation): zie MeshWiki — De techniek achter verzenden en ontvangen (HvM) .