非完美正交性下 LoRa 网络的可扩展性分析
信息论
2018-08-07 v1 math.IT
摘要
低功耗广域网(LPWAN)技术因承诺以免授权介质接入方式为海量电池供电设备提供广覆盖,而在物联网(IoT)应用中日益受到关注。LoRaWAN 凭借其物理(PHY)层设计与监管努力,已成为被广泛采用的 LPWAN 方案。通过使用具有准正交扩频因子(SF)的线性调频扩频调制,LoRa PHY 在为广域应用提供覆盖的同时支持高密度设备。然而,迄今为止其可扩展性性能尚未得到充分建模,且由 SF 非完美正交性引起的干扰影响未被考虑。本文提出一种单小区 LoRa 系统的解析模型,该模型考虑了同一 SF 内(co-SF)及不同 SF 间(inter-SF)传输干扰的影响。在占空比 ALOHA 下将干扰场建模为泊松点过程,我们推导了多种干扰条件下的信干比(SIR)分布。结果表明,在占空比低至 0.33% 时,仅考虑 co-SF 干扰的网络性能相当乐观,而纳入 inter-SF 干扰后,对于 LoRa 信道中 1500 个设备,成功概率与覆盖概率分别进一步下降约 10% 和 15%。最后,我们说明了本分析如何针对给定可靠性目标刻画关于小区大小的关键设备密度。
引用
@article{arxiv.1808.01761,
title = {Scalability Analysis of a LoRa Network under Imperfect Orthogonality},
author = {Aamir Mahmood and Emiliano Sisinni and Lakshmikanth Guntupalli and Raúl Rondón and Syed Ali Hassan and Mikael Gidlund},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.01761},
year = {2018}
}