協力型エネルギー効率の良いIoTベースのLoRa WANの設計と実装

要旨無線センサネットワーク（WSN）アーキテクチャは、大面積をカバーする複数のセンサノードを含んでいます。このようなノードを効率的に展開することは困難です。しかし、クラスター化と協力に基づいて、WSNは効率的に組織化され、システムの寿命を延ばすことができます。本論文では、超低エネルギーのハードウェアとバッテリー電力の賢い利用を使用した協力型LoRa WANの設計と実装について説明します。堅牢なLoRa変調技術とクラスタリング手法を選んでエンドノードを設計しました。各エンドノードからのセンサーデータは、低消費電力、長距離、ノイズ耐性のあるLoRa無線チャネルを使用して対応するクラスターヘッド（CH）に送信され、最初に保存され、その後さらにゲートウェイに送信される前に処理されます。保存してから送信する技術は、帯域幅の要件を大幅に削減します。また、保存されたセンサーデータはシステムの最適化のために分析できます。送信後すぐにマイコンは休止モードに入り、センサーシステムとLoRaモジュールは次のサイクルまで電源がオフのままになります。このようにして、エンドノードの電力消費は最小限に抑えられ、バッテリー寿命は35年に延びます。エネルギー効率の良いIoTベースのLoRa WANを実現するためのハードウェア設計およびネットワークパラメータ最適化に関するいくつかの課題が提示され、議論されます。