面向 LoRa 定位可调节收发器的大规模高效定位框架设计与开发
网络与互联网体系结构
2025-09-11 v1
摘要
精确且高效的定位是许多物联网（IoT）应用中的关键需求，尤其是在大规模部署如资产标签、农业和智慧城市场景中，电池寿命和成本效益至关重要。Semtech SX1280 LoRa 收发器为 IoT 定位提供了有前景的解决方案。它融合了低成本、低功耗和最高可达 1 公里的精准测距能力。然而，测距过程需要两台设备同时工作，一方发起测距请求，另一方响应，若未妥善管理可能导致能源消耗显著。尽管该收发器性能卓越，但现有系统级框架未能有效管理睡眠-唤醒协调和角色分配，以实现高效能源运行。本文提出了一种协调框架，显著降低功耗，同时保持芯片内在的精准测距能力。该框架安排短暂、同步的唤醒窗口，使设备在大部分工作循环中保持深度睡眠。这种调度策略减少了对精确连续计时的依赖，缓解了低成本振荡器的漂移问题。为验证该框架，我们设计并开发了符合框架协议的自定义节点。实验结果表明，所提出的方法允许节点以超低功耗模式运行并定期唤醒检查指令。节点可在单颗硬币电池上维持待机模式最长达九个月，并能在近实时内执行测距操作，同时保持定位精度在五米以内。
引用
@article{arxiv.2509.08488,
title = {Design and Development of a Scalable and Energy-Efficient Localization Framework Leveraging LoRa Ranging-Capable Transceivers},
author = {Hasan Albinsaid and Bodhibrata Mukhopadhyay and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.08488},
year = {2025}
}