断开连接的 LoRaWAN 移动网络中基于接触感知的机会式数据转发
摘要
LoRaWAN 是领先的低功耗广域网 (Low Power Wide Area Network, LPWAN) 架构之一。它最初是为由静态传感器或物联网 (Internet of Things, IoT) 设备及静态网关组成的系统设计的。最近它进行了更新，引入了纳秒级时间戳等新特性，从而开启了使 LoRaWAN 可用于移动设备追踪与定位的应用。在此类移动场景中，设备可能因障碍物干扰或深度衰落而暂时失去与网关的通信，导致吞吐量下降和数据传输延迟。为克服该问题，我们提出了一种新的数据转发方案。设备无需将数据保留至下次与网关接触，而是可将其数据转发给更有可能与网关保持接触的附近设备。我们提出了一种称为实时接触感知期望传输次数 (Real-Time Contact-Aware Expected Transmission Count, RCA-ETX) 的新网络度量，用于实时建模该接触概率。该度量不对移动模型做任何假设，而是利用数据传输延迟来建模复杂的设备移动性。我们还将 RCA-ETX 扩展为一种吞吐量最优的随机背压路由方案，并提出实时机会式背压收集 (Real-Time Opportunistic Backpressure Collection, ROBC) 协议，以应对由移动相关动态产生的随机行为。为使我们的方法无缝应用于支持 LoRaWAN 的设备，我们进一步提出了两种新的 LoRaWAN 类别，即修改版 Class-C 和基于队列的 Class-A。二者均与 LoRaWAN Class-A 设备兼容。基于伦敦公交网络的、数据驱动的实验表明，我们的方法可将数据传输延迟降低多达 ，并在数据传输性能上提供 的吞吐量提升。
引用
@article{arxiv.2004.06614,
title = {Contact-Aware Opportunistic Data Forwarding in Disconnected LoRaWAN Mobile Networks},
author = {Po-Yu Chen and Laksh Bhatia and Roman Kolcun and David Boyle and Julie A. McCann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.06614},
year = {2020}
}
备注
Accepted for publication at ICDCS 2020