이를 위해 우리는 네트워크 서버에서 단말 노드의 전송 전력을 적절하게 조정하여 관점의 문제를 해결하고자 했습니다. 또한 단말 노드에 확산 인자를 적절하게 할당하여 패킷 간에 발생할 수 있는 충돌 가능성과 단말 장치의 전력 소모를 줄이고자 했습니다.
서론
또한, 높은 SF를 사용하는 경우 단말 노드에서의 패킷 전송 시간이 길어지므로 배터리 소모가 증가한다. LoRa에서는 SF를 올바르게 할당하는 것도 중요할 뿐만 아니라, 단말 노드들의 전송 전력을 올바르게 할당하는 것도 중요하다.
LoRa 성눙 이슈
- 충돌로 인한 단말 노드의 소모 전력 낭비
- 다른 SF를 갖는 노드간의 원근 문제
ADR 관련 연구
- 링크 기반 ADR
- Network aware ADR
이때 단말 노드의 트래픽 부하는 다음과 같이 결정된다. 또한, 두 애플리케이션을 모두 사용하는 두 단말 노드는 14dBm의 동일한 전송 전력으로 전송합니다. 모든 단말 노드는 위의 확인되지 않은 메시지로 데이터를 전송합니다.
네트워크 서버는 (10)에서 구한 전파로 손실 값과 게이트웨이에서의 수신 감도에 의해 단말 노드가 해당 위치에서 보낸 패킷을 결정합니다. 트래픽 부하가 높은 단말 노드는 최대한 낮게 할당됩니다. 따라서 트래픽 부하가 낮은 터미널 노드를 먼저 선택하십시오.
제안된 전송 전력 할당 방법에서는 이 단말 노드를 기준 종단 장치라 한다. 기준 단말 노드의 RSSI 값은 MinRSSI(라인 14)에 저장됩니다. 터미널 노드에서 사용하는 애플리케이션 유형.
제안하는 기법의 동기(motivation)
시스템 모델
제안된 확산 인자 및 전력 분배 기술은 서로 다른 LoRa 애플리케이션으로 구성된 LoRaWAN 셀 내에서 각 단말 노드가 가능한 한 적은 에너지를 소비하면서 전송할 수 있도록 합니다. 이는 N개의 터미널 노드가 반경 R(m)의 게이트웨이 주위에 균일하게 분포되어 있는 LoRaWAN 셀 내에서 개발됩니다. 단말 노드가 전송하는 패킷의 프리앰블과 페이로드를 제외한 코딩율 값은 동일한 것으로 가정하였다.
게이트웨이와 단말 노드 사이의 전파 경로 손실 모델은 다음과 같은 로그-거리 모델을 사용하였고 교외 환경을 가정하였다[7]. 제안 모델에서 네트워크 서버는 단말 노드와 게이트웨이 사이의 SF, 전송 전력, 트래픽 부하, 전파 경로 손실 등의 정보를 이용하여 각 단말 노드의 SF 및 전송 전력을 결정한다. 네트워크 서버는 게이트웨이가 각 터미널 노드로부터 수신하는 RSSI 정보를 수신합니다.
그리고 RSSI와 단말 노드의 전송 전력을 통해 네트워크 서버는 각 단말 노드와 게이트웨이 사이의 전파 경로를 계산할 수 있습니다.
제안하는 기법의 동작 방식
- SF 할당 방식
- 전송 파워 할당 방식
네트워크 서버는 각 종단 노드의 트래픽 부하, 전파 경로 손실 등의 정보를 이용하여 종단 노드의 SF를 결정하고 이를 종단 노드에 할당한다. 전파 경로 손실은 게이트웨이로부터 수신된 패킷의 평균 RSSI와 단말 노드의 기본 전송 전력 14dBm의 차이로 계산됩니다. 네트워크 서버는 최대 전송 전력 14dBm으로 엔드 노드 i에서 전송될 때 패킷의 RSSI가 수신 감도를 초과할 수 있는 최소 SF를 계산합니다.
이때, 네트워크 서버는 다음과 같은 규칙을 적용하여 단말 노드에 할당할 SF를 계산한다. 제안된 전송 전력 할당 방식은 네트워크 서버가 SF 할당 방식을 통해 단말 노드에 적합한 SF를 계산하는 방식으로 작동한다. 기준 단말 노드는 네트워크 서버가 다른 단말 노드의 전송 전력을 조정할 때 기준이 되는 단말 노드이다.
네트워크 서버는 기준 단말 노드에 14dBm을 할당하는데, 이는 단말 노드에 할당할 수 있는 최대 전송 전력이다.
모의 실험 결과
실험 환경
따라서 LoRa 네트워크의 단말 노드 수가 적을 경우, 단말 노드는 저전력으로 통신할 수 있다. 반면, 제안 기법은 각 단말 노드의 트래픽 부하를 고려하여 SF를 할당하므로 LoRa 네트워크의 단말 노드들은 SF를 7부터 12까지 고르게 사용한다. 제안 기법은 서로 다른 SF를 사용하여 전송되는 패킷 간에 발생할 수 있는 간섭 효과를 줄인다. , 단말 노드의 전송 전력을 적절하게 할당함으로써.
따라서 단말 노드 수가 증가하더라도 제안 기법을 사용한 패킷 전송 성공률이 TTN을 사용한 패킷 전송 성공률보다 높았다. 또한, 제안된 기법을 통해 가능한 단말 노드의 수는 최소화된다. 따라서 제안 기법과 브레히트 기법의 패킷 전송 성공률은 유사하지만, 평균 전력 소모량은 제안 기법을 적용할 때의 단말 노드.
TTN 기법을 사용하는 경우 네트워크 서버는 SNR이 유사한 단말 노드에 특정 SF를 할당한다.
결론
Townsley, "The LoRa Study: Long-Range, Low-Power Networks for the Internet of Things," Sensors, vol. PHY/MAC State of the Art and Challenges,” EAI Endorsed IoT Transactions, 2015. Park, “Adaptive Data Rate Control in Low-Power Wide Area Networks for Long-Range IoT Services,” Journal of Computational Science, 2017.
In Proceedings of the 13th IEEE International Conference on Distributed Computing in Sensor Systems (DCOSS), Ottawa, ON, Canada, 5–7 June 2017. LPWA (Low Power Wide Area) Network Meets Application Requirements IoT that were difficult to meet with existing communication technologies by enabling low-power, long-distance communication of networked end devices. In this paper, we tried to solve the problem of end-device battery consumption due to increased collision between transmitted packets or near-far problem in LoRaWAN environment.
For this purpose, we tried to solve the proximate problem by appropriately adjusting the transmission power of the end device in the network server.
