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基于实验的LoRaWAN LR-FHSS空中传输时间与电流消耗模型

新兴技术 2024-08-20 v1 信号处理

摘要

长距离-跳频扩频(LR-FHSS)是近期引入LoRaWAN协议规范的新型且有前景的技术,适用于陆地和非陆地网络,尤其是卫星。更高的容量、长距离和抗多普勒效应能力使LR-FHSS成为实现偏远地区物联网(IoT)直连卫星(DtS)通信的首选方案。为DtS物联网设想的LR-FHSS设备将主要依靠电池供电。因此,研究LR-FHSS技术的电流消耗特性和空中传输时间(ToA)至关重要。然而,据我们所知,此前尚无研究为该新引入的方案提供精确的ToA和电流消耗模型。本文通过广泛的实地测量和分析模型的开发来弥补这一不足。具体而言,我们测量了可变发射功率、消息载荷以及两种新的基于LR-FHSS的数据速率(DR8和DR9)下的电流消耗和ToA。我们还开发了电流消耗和ToA分析模型,结果显示与测量结果具有强相关性,相对误差低于0.3%,从而验证了模型的有效性。相反,现有的分析模型与我们的测量结果相比表现出更高的相对误差率(-9.2%至3.4%)。本文提出的结果可进一步用于模拟器或分析研究中,以精确建模LR-FHSS设备的空中传输时间和能耗。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.09954,
  title  = {Experiment-based Models for Air Time and Current Consumption of LoRaWAN LR-FHSS},
  author = {Muhammad Asad Ullah and Konstantin Mikhaylov and Hirley Alves},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.09954},
  year   = {2024}
}

备注

This work has been submitted to the IEEE Internet of Things Journal for possible publication. Copyright to IEEE may be transferred without notice