Avanzando el rendimiento en redes LoRaWAN: el protocolo MAC LoRa de ranura de bits agrupados en región circular
Autores: Li, Xiaowu; Xu, Junjie; Li, Runxin; Jia, Lianyin; You, Jinguo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Avanzando el rendimiento en redes LoRaWAN: el protocolo MAC LoRa de ranura de bits agrupados en región circular
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Lorawan
Lpwan
Iot
Aloha
Mac protocol
Escalabilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 43
Citaciones: Sin citaciones
LoRaWAN es una tecnología emergente de Red de Área Amplia de Baja Potencia (LPWAN), ampliamente adoptada en diversas aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT) debido a su largo alcance de transmisión, bajo consumo de energía y robustas capacidades anti-interferencia. Sin embargo, el uso del protocolo de control de acceso al medio (MAC) ALOHA en LoRaWAN reduce significativamente la tasa de entrega de paquetes, especialmente en redes de alta densidad donde los dispositivos finales (EDs) acceden a la red de forma aleatoria. Esto afecta seriamente el rendimiento general de la red. Este documento presenta el protocolo MAC Circular Region Grouped Bit-Slot CGBS-LoRa para abordar este desafío. El protocolo adopta un enfoque proactivo al asignar parámetros de transmisión para los dispositivos finales, ejecutando una segmentación regional basada en la distancia entre los EDs y la puerta de enlace utilizando diferentes factores de dispersión. Al mismo tiempo, mejorar el método de acceso ALOHA garantiza una comunicación eficiente de los EDs en la región. Los resultados experimentales demuestran que nuestro protocolo propuesto mejora notablemente la escalabilidad de las redes LoRa y minimiza las colisiones de dispositivos en comparación con otros tres protocolos MAC. Incluso a medida que la red LoRaWAN se expande, el protocolo propuesto mantiene una alta tasa de entrega de paquetes y baja latencia.
Descripción
LoRaWAN es una tecnología emergente de Red de Área Amplia de Baja Potencia (LPWAN), ampliamente adoptada en diversas aplicaciones de Internet de las Cosas (IoT) debido a su largo alcance de transmisión, bajo consumo de energía y robustas capacidades anti-interferencia. Sin embargo, el uso del protocolo de control de acceso al medio (MAC) ALOHA en LoRaWAN reduce significativamente la tasa de entrega de paquetes, especialmente en redes de alta densidad donde los dispositivos finales (EDs) acceden a la red de forma aleatoria. Esto afecta seriamente el rendimiento general de la red. Este documento presenta el protocolo MAC Circular Region Grouped Bit-Slot CGBS-LoRa para abordar este desafío. El protocolo adopta un enfoque proactivo al asignar parámetros de transmisión para los dispositivos finales, ejecutando una segmentación regional basada en la distancia entre los EDs y la puerta de enlace utilizando diferentes factores de dispersión. Al mismo tiempo, mejorar el método de acceso ALOHA garantiza una comunicación eficiente de los EDs en la región. Los resultados experimentales demuestran que nuestro protocolo propuesto mejora notablemente la escalabilidad de las redes LoRa y minimiza las colisiones de dispositivos en comparación con otros tres protocolos MAC. Incluso a medida que la red LoRaWAN se expande, el protocolo propuesto mantiene una alta tasa de entrega de paquetes y baja latencia.