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长寿命LoRa:延长LoRa网络生存期

网络与互联网体系结构 2020-08-21 v1

摘要

延长网络生存期是众多物联网应用中的主要考量。本文研究能量收集型LoRa网络生存期的最大化。此类网络的特征是节点间异构再充电能力,现有工作未予考虑。我们提出一种链路层协议以实现长寿命LoRa网络,其动态使电池耗尽的节点通过将数据包卸载至电池充裕的邻节点来利用后者的多余能量。借助LoRa调节多种传输参数的能力,耗尽节点以低成本卸载而非高成本直接转发。该卸载需两节点唤醒时间与传输参数同步且动态选择。所提协议应对这些挑战,并通过三项新技术延长LoRa网络生存期。(1)提出轻量介质访问控制协议用于点对点通信以实现包卸载,规避两节点间同步开销。(2)提出直观启发式方法为不同模式(常规vs卸载)有效选择参数。(3)分析卸载能量开销,并据此协议动态选择充裕与耗尽节点,同时确保充裕节点不被耗尽节点压垮。NS-3仿真与真实实验表明,相较传统LoRa网络,我们的协议在保持同等吞吐下可将网络生存期提升至最多44倍。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.09019,
  title  = {Long-Lived LoRa: Prolonging the Lifetime of a LoRa Network},
  author = {Sezana Fahmida and Venkata P Modekurthy and Mahbubur Rahman and Abusayeed Saifullah and Marco Brocanelli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.09019},
  year   = {2020}
}

备注

12 pages