次世代的BLE无线效能：Arad MN54L 模块 (搭载 Nordic nRF54L IC) 蓝牙远距离双向通讯的 RF 实证分析

2025-11-17

引言

本报告旨在针对爱瑞德科技最新推出的 MN54L BLE 蓝牙模块（搭载Nordic次世代nRF54L系列IC）进行深度性能验证。本次测试的核心目标，是比照业界通用的模块对模块量测标准，在开放场域下实测其最大有效双向通讯距离（MASTER/CENTRAL TO SLAVE/PERIPHERAL）。在我们先前针对 MN52H及MN54L系列模块的测试中，虽然模拟了消费性电子装置（如 iPhone）与模块之间的通讯情境，但受限于消费型手机的低发射功率，并无法展示模块本身的绝对 RF 性能极限。

iPhone 连接 BLE模块测试报告。

有鉴于此，本次 MN54L 的测试设计目标，是直接承袭 MN52H 的高标准验证模式，确保数据能够真实反映 MN54L 模块在复杂或要求严苛的应用中（例如：Bluetooth Mesh、Thread、Matter 等），所能达成的最强性能。我们仍采用MN52H-U40作为 MASTER/CENTRAL 装置以确保与先前的测试的一致性，并与具有不同天线配置的MN54L模块进行双向通讯测试。在海滩这种开放场域进行测试，可以最小化环境障碍物及周围无线电讯号的影响。

1. 测试目标

· 验证 MN54L BLE 模块双向沟通( MASTER/CENTRAL TO SLAVE/PERIPHERAL )于开放场域的有效通讯距离。

· 比较不同天线类型（CHIP / PCB / u.FL）的通讯效能。

2. 测试日期（Test Date）

✅ 2025 年 11 月 07 日

3. 测试环境（Test Environments）

✅ 户外环境（Outdoor）：开放空旷地（无遮蔽）

4. 测试设备（Equipment Required）

· 蓝牙讯号SLAVE/PERIPHERAL装置（Emitting Board）

l 测试模块（MN54L-C15, MN54L-P15, MN54L-U15）

· 蓝牙讯号MASTER/CENTRAL装置

l 测试器材（MN52H-U40）

· 测试软件：爱瑞德科技测试用蓝牙模块韧体。

· 距离量测及记录工具：Google Map, 手机GPS定位。

5. 测试参数（Test Parameters）

参数	描述
TX Power	+8 dBm
PHY 模式	125K(Long Range模式); 1M
封包大小	20 bytes
方向	可视直线距离 (Line-of-sight)
天线高度	天线距离地面高度3公尺
传输模式	连线模式 (封包有效传输)
环境条件	温度: 摄氏30度、湿度78%

6. 测试流程（Test Procedure）

此流程旨在确保在标准化和可重复的条件下，量测 MN54L 蓝牙模块在不同天线配置下的最大传输距离。

6.1 测试准备与连线建立

1. 设备设定与传输参数：

l 确认 SLAVE/PERIPHERAL 装置（MN54L-C15, MN54L-P15, MN54L-U15）与 MASTER/CENTRAL 装置（MN52H-U40）的 TX Power 均设定为+8 dBm 。

l 传输速率确认：设定125K模式为每秒传递1个封包；设定1M模式为每秒传递4个封包。

2. 起始点定位：将 SLAVE 装置固定于起始点，天线距离地面高度3公尺，并确保所有天线方向均朝向预计的移动路径。

3. 连线确认： MASTER 装置在起始点与 SLAVE 装置建立有效连线，并进行双向封包传输。封包的接收状态将透过模块上的灯号闪烁来显示与确认。

6.2 距离量测与数据记录

1. 分段测试： MASTER 装置沿着可视直线距离（Line-of-sight）路径，以50公尺的增量向外移动。

2. 停留与监测：在每一个量测距离点，确认MASTER装置的连线状态，并持续向外移动。

l 连线质量确认：透过观察灯号闪烁状况来判断连线状态。灯号熄灭或不规律闪烁代表封包丢失。

l 持续性地封包传送及接收定义为有效连线。

3. 角度影响测试：在讯号开始出现衰减的距离点，测试 SLAVE 装置天线不同的旋转角度对封包成功率 (PSR) 的影响，以确定不同天线类型的讯号发射模式和极化效应。

4. 极限距离判定：持续移动直到连线无法稳定维持（例如，封包成功率持续低或连线彻底中断，此时灯号将停止闪烁）。使用 Google Map 及 GPS 定位工具，精确记录断线距离与断线发生时的环境特征。

7. 测试纪录（Test result）

· 不同发射姿态下的最大距离比较。

· 各天线型号的性能对照表。

· 测试装置版本与韧体信息

· 测试异常记录（如封包遗失）

1M mode

125K mode

8. 测试结论与观察现象（Test conclusions and observations）

本次 MN54L 模块的验证结果显示，其长距离传输性能在 MN52H 既有的优异基础上，实现了显著的飞跃。

我们先前对 MN52H 模块的测试（无论是 125K 或 250K PHY 模式），其最大稳定传输距离高度一致，稳定落在 2.2 公里至 2.3 公里之间。至关重要的是，讯号的断点始终发生在测试场域内数座大型风力发电机的附近。这些巨大的结构物被确定为主要的物理阻碍，使得测试无法达成完全可视直线（LOS）的量测模式，并推断该量测距离并非 MN52H 模块的绝对 RF 性能极限。

而本次 MN54L 模块验证所观察到的最主要差异即是相较于MN52H其传输能力的显著增强，克服了大型风机这个地形限制。在之前中断连线的位置仍保持的有效讯号连接。这有力地证明了 MN54L 能够有效应对现实环境中的挑战，为要求严苛的工业和基础设施应用，实现更远、更可靠的双向通讯。