대부모 트리 구조의 저 전력 광역 네트워크를 위한 전력 제어 기반의 공간 재사용 기회 향상 기법

• Published in: 한국정보통신학회논문지 Vol. 26; no. 2; pp. 239 - 250
• Main Authors: 변승규(Seunggyu Byeon), 김종덕(Jong Deok Kim)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국정보통신학회 2022
• Subjects: 전자/정보통신공학; Topology Control; 저전력 광역 네트워크; Power Control; 사물인터넷; LoRa/LoRaWAN; 전력 제어; Internet of Things; Low-power and Wide-area Networks; 망형상 제어
• ISSN: 2234-4772; 2288-4165
• DOI: 10.6109/jkiice.2022.26.2.239

LoRa is a physical layer technology designed to secure highly reliable long-range communication with introducing loco parentis tree network and chirp spreading spectrum. Since since a leaf can send message to more than one parents simultaneously with a single transmission in a region, packet delivery ratio increases logarithmically as the number of gateways increases. The delivery ratio, however, dramatically collapses even under loco parentis tree topology due to the limitations of ALOHA-like primitive MAC, . The proposed method is intended to exploit SDMA approach to reuse frequency in an area. With the view, TxPower of each sender for each message in a concurrent transmission is elaborately controlled to survive the collision at different gateway. Thus, the gain from the capture effect improves the capacity of resource-hungry Low Power and Wide Area Networks. LoRa는 네트워크에 대부모 트리 구조와 처프 확산 스펙트럼을 도입한 물리 계층 기술로 높은 신뢰도의 장거리 통신을 제공한다. LoRa의 트리 네트워크에서 자식 노드는 단일 부모가 아닌 여러 노드에게 동시에 메시지를 전송할 수 있기 때문에 동일 부하가 네트워크에 가해진다면 패킷 전달률은 게이트웨이의 수의 증가에 따라 증가한다. 하지만 알로하류의 원시적 매체 접근 제어의 한계 때문에 이러한 트리 환경에서도 부하의 증가에 따라 네트워크의 이용률은 하락한다. 본 논문에서는 동일 주파수를 동일 시간대, 동일 지역에서 사용하는 공간 분할 다중 접근 방식을 제안한다. 본 기법은 수집된 신호 세기의 분포로부터 송신 전력을 도출하여 같은 시간, 다른 게이트웨이에서 각기 다른 패킷이 수신되도록 제어한다. 즉, 포획 효과를 의도적으로 활용하여 저전력 광역 네트워크의 노드 수용력을 향상시킨다.