LoRaWAN in the Wild: Measurements from The Things Network
远程广域网（LoRaWAN）规范于2015年发布，主要是通过促进长距离无线通信来支持物联网。自2015年以来，LoRaWAN的推出和采用出现了急剧增长。据我们所知，我们是第一个对LoRaWAN（即物联网）的性能、功能和用例进行广泛测量、分析和建模的公司。如本文所述，我们的测量数据涵盖了LoRaWAN生产级部署的早期阶段。特别是，我们分析了数据包有效载荷，无线电信号质量和时空方面，以建模和估计LoRaWAN的性能。我们还使用我们的实证研究结果在模拟中估计的数据包丢失。
2017-06-09 cs.NI
Seirios: Leveraging Multiple Channels for LoRaWAN Indoor and Outdoor Localization
本地化对于通过LoRaWAN连接的大量物联网（IoT）端点设备非常重要。由于LoRaWAN的带宽限制，没有专用硬件的现有定位方法（例如，GPS）产生差的性能。为了提高定位精度，我们提出了一种超分辨率定位方法，称为Seirios，它具有一种新的算法，通过利用无线电物理层的独特功能来同步多个非重叠的通信信道，以增加整体带宽。通过利用物理层的原始和共轭，Seirios可以解决室内和室外环境中多个反射器的直接路径。我们设计了一个Seirios原型，并评估其性能在室外100米$\times$ 60米，室内25米$\times$ 15米的区域，这表明，Seirios可以实现4.4米的室外（80%的样本< 6.4米），室内2.4米（80%的样本< 6.1米），分别为。结果表明，Seirios产生的定位误差比基线方法少42%。我们的评估还表明，与先前在具有更宽带宽的Wi-Fi定位系统中的研究不同，对于具有窄带无线电信号的LoRaWAN定位系统，战斗时间（ToF）估计不太有效。
2021-08-16 cs.NI eess.SP
TurboLoRa: enhancing LoRaWAN data rate via device synchronization
在过去的几年里，我们目睹了LoRaWAN作为物联网LPWAN技术的采用呈指数级增长。虽然LoRaWAN提供了许多优势，但其局限性之一是微不足道的数据率。大多数物联网应用不需要高吞吐量，但有些应用将受益于更高的数据率。在本文中，我们介绍了TurboLoRa，这是一种结合了LoRaWAN优势的系统，同时通过同步多个LoRaWAN设备的传输来提供更高的数据率。我们的建议允许结合廉价的设备，使其成为这种问题的一个节俭的解决方案。我们提出了一些初步的结果，使用真正的原型TurboLoRa。
2020-10-22 cs.NI
Mathematical model of LoRaWAN channel access with capture effect
LoRaWAN是物联网的一种有前途的低功耗远程无线通信技术。LoRaWAN网关的一个重要功能与所谓的捕获效应有关：在某些条件下，网关可能会正确接收帧，即使它与其他帧重叠。在本文中，我们开发了LoRaWAN网络的开创性数学模型，该模型允许在考虑捕获效应的情况下查找网络容量和传输可靠性。
2020-08-06 cs.NI
A Model for Reliable Uplink Transmissions in LoRaWAN
远程广域网（LoRaWAN）技术提供了一种简单的解决方案，可以在各种应用中为低功耗物联网（IoT）网络提供低成本服务。目前对LoRaWAN网络的评估依赖于模拟或早期测试，这通常非常耗时，并妨碍了对设计空间的有效探索。本文提出了一种分析模型来计算A类LoRaWAN中可靠上行链路（UL）数据传输的延迟和能耗。使用真实网络测试台以及基于ns-3 LoRaWAN模块的模拟实验来评估分析模型。由此产生的比较证实，该模型准确地估计所考虑的环境中的延迟和能量消耗。该模型的价值通过其应用程序来证明，以评估终端设备的数量和数据帧重传的最大数量对延迟和能量消耗的确认UL数据传输在LoRaWAN网络中的影响。该模型可用于优化未来LoRaWAN网络中的不同传输参数。
2020-09-20 cs.NI
Scalability analysis of large-scale LoRaWAN networks in ns-3
随着LoRaWAN网络在现场的积极部署，了解这种低功耗广域网技术的局限性非常重要。以前的工作提出了LoRaWAN网络的可扩展性和容量方面的问题，因为每个网关的终端设备数量增加到数百或数千。一些作品将LoRaWAN网络建模为纯ALOHA网络，无法捕获捕获效果和干扰效果等重要特征。其他作品提供了一个更全面的模型，依靠经验和随机技术。这项工作使用了一种不同的方法，其中LoRa错误模型是从广泛的复基带比特出错率仿真构建的，并用作干扰模型。错误模型与ns-3模块中的LoRaWAN MAC协议相结合，可以研究具有数千个终端设备的多信道，多扩频因子，多网关，双向LoRaWAN网络。使用lorawan ns-3模块，LoRaWAN的可扩展性分析显示了下游流量对确认的上游流量的交付率的不利影响。分析表明，增加网关密度可以改善但不能消除这种影响，因为对网关的严格占空比要求继续限制下游机会。
2017-05-16 cs.NI
Mathematical model of LoRaWAN channel access
虽然3GPP一直在开发NB-IoT，但低功耗广域网的市场已经被廉价简单的Sigfox和LoRa/LoRaWAN技术所掌握。由于定位为具有开放标准，LoRaWAN也引起了研究界的极大兴趣。具体而言，许多论文都致力于其PHY层的效率。然而，MAC仍然没有得到充分调查。LoRaWAN的现有研究没有考虑确认和重传策略，这可能导致错误的结果。在本文中，我们仔细考虑了LoRaWAN传输重试的特点，并表明这是该技术最薄弱的问题，这显著增加了重试的失败概率。本文的主要贡献是一个数学模型，它准确地估计数据包的出错率取决于提供的负载。与其他评估LoRaWAN容量为最大吞吐量的论文相比，我们的模型可用于找到最大负载，从而实现可靠的数据包传输。
2020-04-16 cs.NI
Slotted ALOHA Overlay on LoRaWAN: a Distributed Synchronization Approach
LoRaWAN是物联网应用最有前途的标准之一。然而，每个网关所期望的终端设备的高密度，网关和终端设备之间缺乏有效的同步方案，挑战了这些网络的可扩展性。在本文中，我们建议使用时隙ALOHA（S-ALOHA）来规范LoRaWAN网络的通信，而不是LoRa使用的经典ALOHA方法。该实现是标准LoRaWAN之上的覆盖;因此不需要修改预先存在的LoRaWAN固件和库。我们的方法是基于一种新的分布式同步服务，适用于低成本的物联网终端节点。我们的同步服务支持的S-ALOHA显著提高了传统LoRaWAN网络在丢包率和网络吞吐量方面的性能。
2018-09-06 cs.NI cs.PF
Dataset: LoED: The LoRaWAN at the Edge Dataset
本文介绍了边缘数据集（LoED）的LoRaWAN，这是一个在网关收集的开放式LoRaWAN数据包数据集。真实世界的LoRaWAN数据集对于可重复的传感器网络和通信研究和评估非常重要，因为如果仔细收集，它们可以提供现实的工作假设。LoED数据是在密集的城市环境中从九个网关收集的，为期四个月。数据集包含数据包报头信息和网关报告的所有物理层属性，例如CRC、RSSI、SNR和扩频因子。提供文件以分析数据并获得汇总统计数据。该数据集可在以下网址获得：doi.org/10.5281/zenodo.4121430
2020-10-27 cs.NI
Network-Coding-based Forwarding for LoRaWAN Gateways
LoRaWAN是一种很有前途的物联网接入技术，越来越受欢迎。针对LoRaWAN网关转发重复数据包的问题，提出了一种利用流间网络编码消除转发重复数据包的转发方案。所提出的方案是分布式的，不需要网关之间的协调。在不同的网络和流量条件下，所提出的方案进行评估。结果表明，可以实现大幅节省带宽，从而提高网络的可扩展性，而不增加传出流量。
2022-05-08 cs.NI
Real-World LoRaWAN Performance and Propagation Modeling Using UAV, Helikite, and Vehicle-Based Measurements
North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
本文通过实地测量评估了LoRaWAN信号传播性能，分析了高度、移动性和地形对无线信号接收的影响，展示了自适应SF选择在维持通信可靠性中的作用。
2026-04-07 cs.NI eess.SP
Experimental Evaluation of LoRaWAN in NS-3
远程广域网（LoRaWAN）是一种开放的媒体访问控制（MAC）层技术，旨在实现大量低功耗网络设备的远程连接。这项工作概述了LoRaWAN技术的关键方面，并介绍了我们使用最先进的网络模拟器（NS-3）在不同网络设置中对A类LoRaWAN设备进行广泛评估所取得的结果。首先，我们关注单个设备及其移动性。我们进一步在设备数量和流量强度不断变化的扩展网络场景中进行了评估。特别是，我们评估的数据包传输率（PDR），上行链路（UL）的吞吐量，并在不同的环境中确认和未经确认的UL传输的子带利用率。我们的研究结果为未来的努力提供了新的见解，以优化LoRaWAN性能，用于具有低功耗终端设备的不同大规模物联网（IoT）应用。
2020-09-20 cs.NI
Using a small number of devices to experimentally estimate the packet delivery ratio on a lorawan network with a large number of end devices
在本文中，所提出的方法进行实验的设备数量少，用于评估系统与大量的设备。提出了一种用于评估LPWAN（Long Range Wide Area Networks，LoRaWAN）网络性能的软件包。示出了应用于LoRaWAN网络的该软件系统的操作的示例，用于在实现该技术时估计从多个设备到基站的消息递送的概率。该技术可用于评估其他LPWAN网络的性能。
2019-08-18 cs.NI
An Algorithm to Satisfy the QoS Requirements in a Heterogeneous LoRaWAN Network
LoRaWAN是一种流行的低功耗广域网技术，广泛应用于环境监测和智慧城市等许多场景。不同的应用需要不同的服务质量（QoS），并且它们在单个网络中的服务需要用于QoS提供的特殊解决方案。我们认为，在异构LoRaWAN网络，包括几组设备，需要不同的丢包率（PLR）的QoS提供的问题。为了解决这个问题，我们开发了一个数学模型，可以找到LoRaWAN网络中的PLR分布。与模型，我们表明，PLR可以有很大的不同，这是错误的，只考虑平均PLR的QoS规定。最后，我们开发了一种算法，用于分配调制和编码方案的终端设备，提供PLR低于所需的阈值。
2020-10-17 cs.NI
Toward Sustainable Subterranean mMTC: Space-Air-Ground-Underground Networks Powered by LoRaWAN and Wireless Energy Transfer
King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）
针对地下无线传感器网络在偏远地区难以支撑可持续大规模机器类通信的问题，提出空天地地一体化网络架构，集成LoRaWAN与无线能量传输技术，通过仿真验证可有效延长地下设备寿命，实现可持续地下mMTC。
2025-10-14 cs.NI eess.SP
Mesh Augmentation of LoRaWAN-based IoT Networks
NLytica LLC（NLytica有限责任公司）；goTenna Inc.（goTenna公司）；Meta Inc.（Meta公司）；Raman Labs（Raman实验室）
本文提出LIMA协议，通过在现有或新LoRaWAN部署中加入Mesh网络，提升覆盖范围和降低终端能耗，同时不改变终端、服务器或LoRaWAN标准。
2026-05-13 cs.NI
Understanding the limits of LoRaWAN
LPWAN网络的迅速发展，是LoRaWAN最受欢迎的网络之一，提高了行业和网络运营商的兴趣，并促进了基于大规模和简单网络结构的新型服务的开发。LoRaWAN带来了所需的无处不在的连接，以支持大多数户外物联网应用，其增长和快速采用是这一点的真正证明。然而，这项技术有一些局限性，需要加以理解，以避免过度使用这项技术。在本文中，我们的目标是公正地概述这种技术的局限性，并以全面的方式提供用例示例来显示限制在哪里。
2017-02-13 cs.NI
D2D Communications in LoRaWAN Low Power Wide Area Network: From Idea to Empirical Validation
在本文中，我们提倡在LoRaWAN低功率广域网（LPWAN）中使用设备到设备（D2D）通信。在概述了LoRaWAN技术的关键特征之后，我们讨论了为其启用D2D通信的优点和缺点。随后，我们提出了一种网络辅助D2D通信协议，并通过在LoRaWAN认证的商业收发器上实现它来展示其可行性。所进行的实验表明所提出的D2D通信协议的性能，使我们能够评估其性能。更准确地说，我们表明，与传统的LoRaWAN数据传输机制相比，D2D通信可以将数据传输的时间和能量减少6到20倍。另外，D2D通信的使用可以通过实现频率资源的空间重用而对网络具有积极影响。所提出的LoRaWAN D2D通信可以用于需要高覆盖的各种应用，例如用于管理和交易的分布式智能电网部署中的用例。
2017-03-06 cs.NI
Hybrid Coded Replication in LoRa Networks
低功耗广域网（LPWAN）是面向物联网（IoT）应用（包括工业自动化）的无线连接解决方案。在几种LPWAN技术中，LoRaWAN已被研究界和行业广泛关注。然而，LoRaWAN的可靠性和可扩展性仍然不确定。提高LoRaWAN可靠性的技术之一是消息复制，它利用了时间分集。本文提出了一种新的混合编码消息复制方案，交织简单重复和最近提出的编码复制方法。我们分析了最低可靠性要求下的优化方案，并表明，它提高了网络性能，而不需要额外的传输功率相比，竞争的复制技术。
2020-01-09 cs.NI eess.SP
Low-Cost Traffic Sensing System Based on LoRaWAN for Urban Areas
低功耗广域网（LPWAN）的出现，使无线传感器网络的可行性，在城市地区的环境交通传感。在这项研究中，我们探索使用LoRaWAN终端节点作为流量传感器，以提供实用的流量管理解决方案。所监测的接收信号强度指示符（RSSI）因子被报告并在网关中使用以评估环境的流量。我们的技术利用LoRaWAN作为远程通信技术来提供大规模系统。在这项工作中，我们提出了一种使用LoRaWAN设备来估计流量的方法。LoRaWAN终端设备然后将其数据包传输到不同的网关。它们的RSSI将受到道路上存在的汽车数量的影响。我们使用支持向量机和聚类方法来分类目前的汽车的大致数量。本文详细介绍了我们的经验，设计和实际实施的这个系统在一个地区，在城市场景绵延数英里。我们连续几周在不同网关测量和报告RSSI。结果表明，如果将LoRaWAN端节点放置在最佳位置，则可以获得高达96%的正确环境流量水平检测。此外，我们还共享L
2022-11-02 cs.NI
Beyond 5G Low-Power Wide-Area Networks: A LoRaWAN Suitability Study
在本文中，我们讨论了低功耗广域网（LPWAN）在蜂窝物联网（IoT）基础设施中的作用，以支持5G以外的下一代无线系统中的大规模机器类型通信（mMTC）。我们首先介绍了当前LPWAN系统的性能分析，特别是LoRaWAN，在覆盖范围和吞吐量方面。为了得到更全面的认识，本文将解析方法和网络仿真相结合。接下来，我们确定可能的性能瓶颈，推测未来物联网应用的特征，并寻求确定可能克服所确定缺点的现有技术的潜在增强功能。
2020-02-19 cs.NI cs.PF eess.SP
Does Bidirectional Traffic Do More Harm Than Good in LoRaWAN Based LPWA Networks?
为了满足物联网应用的要求，对低功耗、长距离和低成本连接的需求导致了低功耗广域（LPWA）网络技术的出现。这些技术以低成本无线连接大量地理上分散的设备的前景继续吸引学术界和商业界的大量关注。尽管这些技术的性能尚未完全了解，但已经进行了几次推广。鉴于这些事态发展，需要有进行“假设分析”和部署前研究的工具，以了解设计时所作选择的影响。虽然LPWA领域有几种有前途的技术，但本文特别关注LoRa/LoRaWAN技术。特别是，我们提出了LoRaWANSim，一个模拟器，扩展了LoRaSim工具，增加了对LoRaWAN MAC协议的支持，该协议采用双向通信。这是任何其他LoRa模拟器都不具备的突出功能。随后，我们通过广泛的模拟提供了对基于LoRaWAN的网络性能的重要见解。特别是，我们表明，可实现的网络容量在早期的研究报告是相当乐观的。下行链路业务的引入会对上行链路吞吐量产生重大影响。LoRaWAN规范中推荐的传输尝试次数可能并不总是最佳选择。我们还强调了能源消耗与可靠性的权衡与选择的重传尝试的次数。
2017-12-14 cs.NI
A Thorough Study of LoRaWAN Performance Under Different Parameter Settings
LoRaWAN是一种新兴的低功耗广域网（LPWAN）技术，由于其灵活性和易于部署，该技术正在获得发展势头。与其他LPWAN解决方案相反，LoRaWAN确实允许配置影响不同网络性能指标的多个网络参数，例如能效，公平性和容量，原则上可以使网络行为适应应用场景的特定要求。不幸的是，不同网络组件之间复杂且有时难以捉摸的相互作用使得很难预测某些参数设置的实际效果，因此如果不深入理解，灵活性可能会成为绊脚石。在本文中，我们揭示了这种复杂的相互作用，通过观察和解释不同的参数设置在一些说明性的情况下的效果。基于模拟的分析揭示了各种权衡，并强调了LoRaWAN标准设计中的一些低效率。此外，我们展示了如何通过明智地设置系统参数，可能与一些新的网络管理策略相结合，可以获得显着的性能增益。
2019-06-12 cs.NI
Slotted ALOHA on LoRaWAN - Design, Analysis, and Deployment
LoRaWAN是远程传感应用最有前途的标准之一。然而，大规模部署中预期的大量终端设备，加上缺乏有效的同步方案，对该标准的可扩展性提出了挑战。在本文中，我们提出了一种通过LoRaWAN网络上的时隙ALOHA覆盖来增加网络吞吐量的方法。为了增加单个信道容量，我们建议在标准使用的纯ALOHA方法的基础上使用时隙ALOHA变体来调节LoRaWAN网络的通信;因此，不需要修改现有的库。我们的方法是基于一个创新的同步服务，是适合于低成本的无线传感器节点。我们对LoRaWAN信道进行了建模，并在硬件平台上进行了广泛的测量，量化了调整参数对物理和介质访问控制层以及数据包冲突率的影响。结果表明，我们的同步服务支持的Slotted-ALOHA显着提高了传统LoRaWAN网络的丢包率和网络吞吐量的性能。
2019-02-18 cs.DC cs.NI
Adapting LoRaWAN to the Open-RAN Architecture
本文提出适配O-RAN原则的模块化LoRaWAN架构O-LoRaWAN，给出多项转型策略，分析O-RAN接口并提出协议扩展调整建议，以提升网络功能复用性与组件互操作性。
2024-03-12 cs.NI
Long-Range Time-Synchronisation Methods in LoRaWAN-based IoT
LoRa（远程）是一种LPWAN（低功耗广域网）协议，是物联网家族的一部分，专注于长达14公里的远程通信，尽管具有固有的延迟传输。分析了三种基于物联网的时间同步方法，并通过系统的关键文献综述来衡量其有效性。这些方法包括基于GNSS的方法、现成的GPS硬件重新定位方法和LongShoT方法，分别在车辆自组织网络（VANET）、无线传感器网络（WSN）和远程广域网（LoRaWAN）的上下文中。尽管这三种方法中有两种不是LoRaWAN特定的，但研究中获得的发现适用于拟议方法中的LoRa背景。提出了一种专门针对LoRa选择时间同步方法的方法，其中考虑了同步目标、能耗和成本、场景和安全分析、应用要求、微控制器要求和收发器要求的每一项要求。这些之后是一个细粒度的方法来选择一个特定的时间同步方法。由此产生的方法可能不仅在研究领域有影响，从业者可能会采用此文献综述作为对时间同步方法和LoRa遇到的障碍的基线理解，但是LoRaWAN应用程序的开发人员可能会采用其中概述的分析方法。
2021-06-23 cs.NI
Enabling Edge processing on LoRaWAN architecture
本文提出 \edgelora 系统架构，在保持向后兼容与数据安全的前提下将边缘处理引入 LoRaWAN，有效解决数据可扩展性问题，显著降低延迟与带宽需求并提升安全隐私。
2024-02-16 cs.NI
On Extending the Wireless Communications Range of Weather Stations using LoRaWAN
消费级气象站通常涉及将传感器信息传输到数字控制台，该数字控制台提供所收集数据的读数。这种系统的无线范围被限制在约100米，使其使用仅限于城市环境。我们提出了一种设备，可以解码气象站发送的数据，并使用新兴的LoRaWAN技术将其转发。我们在设计该设备时考虑到了发展中国家的特殊条件，特别是低成本和低功耗的要求。这使得在防灾和减灾领域利用众多气象站网络的有趣应用成为可能。
2019-06-07 cs.NI
Analysis of LoRaWAN Uplink with Multiple Demodulating Paths and Capture Effect
低功耗广域网（LPWAN），例如基于LoRaWAN协议的网络，被视为大量物联网应用和服务的推动者。在这项工作中，我们通过分析LoRa帧的帧成功概率（FSP）来评估LoRaWAN的可扩展性，同时考虑到接收网关的捕获效果和并行解调路径的数量。我们的模型基于常用的{SX 1301网关芯片组}，它能够同时解调{多达} 8帧;然而，该模型的结果可以推广到具有任意数量的解调路径的架构。我们还介绍并研究了{三}种用于扩频因子（SF）分配的策略。每个策略都根据覆盖范围{概率}、{FSP}和{吞吐量}进行评估。总体结论是，多个解调路径的存在引入了LoRa随机接入方案的分析和性能的显着变化。
2019-02-07 cs.NI
On multiple IoT data streams processing using LoRaWAN
LoraWAN已成为物联网设备中最成功的框架之一。现实世界的场景需要使用这样的网络以及强大的流处理应用层。为了维护只处理一次的语义，必须确保我们有适当的方法来主动检测消息丢失并进行处理。流处理发挥关键作用的一个重要用例是将通过连接到边缘设备的网关传输的各种数据流连接起来，这些边缘设备作为某些常见业务需求的一部分彼此相关。LoraWAN支持连接到边缘设备的多个网关，并且凭借其不同的设备类别，网络可以有效地发送和接收消息，从而节省电池电量和网络带宽。我们利用设备的这些特性来检测、处理丢失的消息并最终处理它们，而不是依赖于对所传输消息的显式确认。
2021-10-31 cs.NI
Accelerating Update Broadcasts Over LoRaWAN Downlink via D2D Cooperation
School of Electrical and Computer Sciences, Indian Institute of Technology Bhubaneswar（印度布巴内斯瓦尔理工学院电气与计算机科学学院）
通过设备协作机制加速LoRaWAN下行链路的更新广播，显著减少交付时间，提升物联网的安全性和边缘智能效率。
2026-01-26 cs.NI
ChirpOTLE: A Framework for Practical LoRaWAN Security Evaluation
低功耗广域网（LPWAN）正在成为物联网不可或缺的一部分。因此，企业、行政部门以及社会本身都依赖于这些通信网络的可靠性和可用性。LoRaWAN于2015年发布，获得了普及并吸引了安全研究的焦点，揭示了许多漏洞。这导致了2017年底修订的LoRaWAN 1.1规范。以前的大部分工作集中在模拟和理论方法。互操作性和各种实施方式使特定LoRaWAN网络的风险评估复杂化。在本文中，我们通过引入ChirpOTLE来解决这些问题，ChirpOTLE是一种LoRa和LoRaWAN安全评估框架，适用于快速迭代和测试测试床中的攻击，并评估真实网络的安全性。我们通过验证一种新的拒绝服务攻击的适用性来证明我们的框架的潜力，该攻击针对使用普通现成硬件的测试床中的自适应数据率机制。此外，我们展示了B类信标欺骗攻击的可行性，这在实践中还没有得到证明。
2020-05-23 cs.CR cs.NI
A Systematic Review of Security in the LoRaWAN Network Protocol
物联网时代为互联网增加了越来越多的新设备，预计到2021年将有500亿个连接单元。这些构成了一个广泛的网络，其中可能有多个点，存在可能危及整个系统的攻击风险。本文对LoRaWAN协议规范版本1.0和1.1的安全性进行了系统的审查，通过定位其漏洞并确定可以采取哪些改进措施以及如何检查或测试它们。该审查确定了LoRaWAN协议中的19个漏洞领域，并表明目前的研究重点是规范版本1.0，密钥管理和身份验证程序。
2021-05-02 cs.CR cs.NI
Lessons Learned: A Smart Campus Environment Using LoRaWAN
本文总结了LoRaWAN在智慧校园动态环境中的部署经验，探讨了通信协议优化与Edge/Fog/Cloud计算协同方案，并针对网络参数配置与移动性管理挑战提出了解决策略。
2024-10-13 cs.NI
Trilateration-based Multi-hop for the Long Range Wide Area Network
长距离广域网（LoRaWAN）有一个开放的规范，定义了LoRa网络的介质访问控制（MAC）协议，主要基于带有信标选项的pure-Aloha。LoRaWAN具有星中星拓扑，其中终端设备直接链接到网关，上行链路数据包是主要流量。本文~贡献了LoRaWAN中的多跳方法。研究了LoRaWAN中多跳的潜在好处。提出了一种基于RSSI的三边图构建算法。设计并仿真实现了多跳最短路径和无本地信标转发机制。在ns-3仿真器上对这种新方法进行了测试，并运行了不同的场景。结果表明，多跳可以通过减少空中时间和TX功率来降低LoRaWAN的能耗。
2018-11-20 cs.NI
Impact of Reactive Jamming Attacks on LoRaWAN: a Theoretical and Experimental Study
本文通过理论与实验研究，证明反应式干扰能以极短暴露时间和少量符号有效破坏LoRaWAN通信，并提出基于SDR的干扰方法，凸显了发展隐蔽通信技术的必要性。
2025-04-22 cs.NI
LoRa and LoRaWAN simulator-cum-emulator with CAD and capture effect in Python
本文提出了一种基于Python的简单易用的离散事件模拟器，解决了现有LoRaWAN/LoRa模拟器代码复杂且不支持所有设备类的问题，并引入了一种新颖的评估真实设备固件的方法。
2026-06-15 cs.NI cs.SY eess.SY
LoRaWAN Gateway Placement for Network Planning Using Ray Tracing-Based Channel Models
研究不同信道模型对LoRaWAN网关部署的影响，提出结合射线追踪与离散事件仿真的优化框架，发现模型选择显著影响部署方案，存在计算成本与现实保真度的权衡。
2026-06-16 cs.NI
Selective Jamming of LoRaWAN using Commodity Hardware
远距离、低功耗网络正在迅速获得物联网（IoT）的认可，因为它们能够经济地支持远距离传感和控制应用，同时提供多年的电池寿命。LoRa是这种新型网络的一个重要例子，目前正在全球多个国家大规模部署。当这些网络走出实验室进入现实世界时，它们会暴露出巨大的网络物理攻击面。因此，确保这些网络的安全既重要又紧迫。本文重点介绍了LoRa和LoRaWAN中的安全问题，这些问题是由于在协议中选择了一种健壮但缓慢的调制类型而引起的。我们利用这些问题来开发一套基于选择性干扰的实用攻击。这些攻击使用商用硬件进行和评估。本文最后提出了一系列可用于减轻攻击的对策。
2017-12-06 cs.NI
On LoRaWAN Scalability: Empirical Evaluation of Susceptibility to Inter-Network Interference
最近出现在舞台上，低功耗广域网（LPWAN）目前正受到广泛关注。在本文中，我们研究了一种LPWAN技术（即LoRaWAN）对网络间干扰的敏感性。通过采用经过认证的商业收发器的过度经验测量，我们表征了调制编码方案（LoRaWAN称为数据率（DR））的发射机和发射机在EU 868 MHz频带中操作时成功的数据包传输概率的影响。我们表明，在现实中，在同一频率信道中的不同DR的传输可以相互产生负面影响，高DR的干扰比低的影响更严重。此外，我们表明，LoRa调制的DR受干扰的影响远小于FSK调制的。重要的是，所呈现的结果提供了对LoRa LPWAN技术的网络级操作的深入了解，特别是其可扩展性潜力。研究结果也可作为仿真和分析的参考，或为实际应用定义通信参数。
2017-04-13 cs.NI
System for Measurement of Electric Energy Using Beacons with Optical Sensors and LoRaWAN Transmission
本文为OneMeter 2.0电能测量系统寻找高效无线电传输方法，通过对比LPWAN协议选用LoRaWAN，实验验证了其传输单元的能耗与城市环境下的传输范围，结果表明其具备高能效和良好的覆盖范围。
2024-06-26 cs.NI cs.SY eess.SY
Contact-Aware Opportunistic Data Forwarding in Disconnected LoRaWAN Mobile Networks
LoRaWAN是领先的低功耗广域网（LPWAN）架构之一。它最初设计用于由静态传感器或物联网（IoT）设备和静态网关组成的系统。它最近进行了更新，引入了纳秒时间戳等新功能，这些功能打开了应用程序，使LoRaWAN能够用于移动终端跟踪和定位。在这种移动场景中，由于障碍物或深度衰落的干扰，设备可能暂时失去与网关的通信，导致吞吐量降低和数据传输延迟。为了克服这个问题，我们提出了一个新的数据转发方案。设备可以将其数据转发到附近的设备，这些设备与网关联系的概率更高，而不是将数据保存到下一次与网关联系。我们提出了一个新的网络度量称为实时接触感知预期传输计数（RCA-ETX），实时建模这种接触概率。在不对移动性模型进行任何假设的情况下，该度量利用数据传输延迟来对复杂的设备移动性进行建模。我们还扩展了RCA-ETX的吞吐量最优的随机背压路由方案，并提出了实时反推背压收集（ROBC），一个协议，以对抗随机行为所产生的动态与流动性。为了将我们的方法无缝地应用于支持LoRaWAN的设备，我们进一步提出了两个新的LaRaWAN类，即修改的C类和基于网络的A类。它们都与LoRaWAN Class-A设备兼容。我们基于伦敦公交网络的数据驱动实验表明，我们的方法可以将数据传输延迟减少到$25\%$，并在数据传输性能方面提供$53\%$吞吐量改进。
2020-04-14 cs.NI
Next Generation LoRaWAN: Integrating Multi-Hop Communications at 2.4 GHz
本文提出一种兼容现有标准的混合LoRaWAN架构，通过集成多频段与多跳通信解决2.4 GHz频段覆盖与干扰问题，显著提升了网络性能。
2025-04-01 cs.NI
Performance Evaluation of the LoRa Protocol in the context of Smart Meter
近年来，低功耗广域网（LPWAN）在物联网（IoT）应用中的使用越来越多。为了展示LPWAN技术在现实智能计量场景中的应用，我们建立并实现了一个广泛使用的LPWAN协议，称为LoRaWAN。在这项研究中，LoRaWAN是通过使用Multitech设备（端节点和网关）实现的，并针对不同的物理条件（例如位置，距离等）评估网络的性能。以及链路参数（例如，数据率、传输功率等），根据欧洲法规。为了评估网络的性能，我们在不同的室内和室外场景中收集了不同位置的上行链路数据包。我们的研究结果表明，LoRaWAN易于设置，可配置，可扩展，并且在实时智能计量应用中表现良好。此外，有必要评估物理条件，以选择可用的系统参数来部署强大的LoRaWAN网络。
2019-07-04 cs.NI
Integrating LoRaWAN with Mobile Ad-hoc Networks for Enhanced Campus Communication
本文综述 LoRaWAN 与 MANET 集成在校园通信中的优势、挑战及按协议栈分层的现有方案，指出其可构建可靠、节能、低成本的校园通信框架。
2024-10-25 cs.ET cs.NI
Fragment-Level Macro-Diversity Reception in LoRaWAN Networks with LR-FHSS
针对单网关重建限制 LR-FHSS 优势的问题，提出多网关共同接收合并有效载荷片段的宏分集策略，并构建随机几何模型量化干扰下成功概率，显著提升了网络容量。
2025-05-03 cs.NI
Experimental Evaluation of LPWAN Technologies: mioty, LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT, and LTE-M in Deep Indoor Environments
IDiAL -- Institute for the Digital Transformation of Application；Living Domains Dortmund University of Applied Sciences
本文通过实验比较了mioty、LoRaWAN、Sigfox、NB-IoT和LTE-M五种LPWAN技术在深室内环境中的建筑穿透性能，使用廉价商用设备进行实测，并将结果集成到多特蒙德应用科学大学的计量系统中。
2026-05-22 cs.NI
FAST-LoRa: An Efficient Simulation Framework for Evaluating LoRaWAN Networks and Transmission Parameter Strategies
Technical University of Cartagena（卡塔赫纳理工大学）；University of Innsbruck（因斯布鲁克大学）
FAST-LoRa是一种高效的仿真框架，用于快速评估LoRaWAN网络和传输参数策略，通过分析模型和矩阵运算实现高效计算，减少仿真时间达三个数量级。
2025-07-31 cs.ET cs.NI
LoRaWAN-enabled Smart Campus: The Dataset and a People Counter Use Case
Centre for Wireless Communications (CWC), University of Oulu（奥卢大学无线通信中心（CWC））
本文发布并详述基于LoRaWAN的Smart Campus数据集，采用k近邻处理缺失传输、LSTM预测读数，并用深度神经网络实现房间人数估计，准确率达95%。
2023-04-26 cs.AI cs.LG cs.NI
Online Learning Based Efficient Resource Allocation for LoRaWAN Network
School of Information and Communication Engineering, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学信息与通信工程学院）；Research Institute of Intelligent Networks, Zhejiang Lab（浙江实验室智能网络研究院）
针对LoRaWAN网络中PDR与EE的优化冲突，提出两种基于在线学习的资源分配框架D-LoRa和CD-LoRa，通过组合多臂老虎机建模与集中式初始化剪枝，在仿真与真实部署中显著提升了PDR和EE。
2025-09-16 cs.AI cs.NI
Optimizing Multi-hop Mechanism for the Long Range Wide Area Network
长距离（LoRa）是一种用于物联网（IoT）中无线通信的调制解调器技术，它以低数据速率换取低功耗。远程广域网（LoRaWAN）有一个开放规范，用于确定LoRa网络的媒体访问控制（MAC）协议。本文在Network Simulator 3（ns-3）中贡献了一个仿真模块，以评估LoRaWAN在各种指标中的局限性。仿真结果显示了LoRaWAN在仿真环境和大规模场景下的性能，表明LoRaWAN在物理层具有灵活的传播范围，在数据链路层具有有限的信道容量。分析了LoRaWAN中优化多跳的可行性。在仿真结果的基础上，提出了一种由扩频因子驱动的多跳机制，既扩大了网络覆盖范围，又降低了信道负载。该方法利用LoRa网络的动态特性，通过参数配置来估计最优转发跳数。结果表明，空中时间可以显着减少。
2018-11-20 cs.NI
DSME-LoRa: Seamless Long Range Communication Between Arbitrary Nodes in the Constrained IoT
在许多物联网部署中，远程无线电通信是首选，因为它避免了多跳无线网络的复杂性。LoRa是一种流行的节能无线调制，但其网络基板LoRaWAN对其用户带来了严重的限制。在本文中，我们提出并深入分析DSME-LoRa，LoRa的系统设计与IEEE 802.15.4 DSME作为MAC层。DSME-LoRa提供了无缝客户端到客户端通信的优势，超越了LoRaWAN纯粹的以网关为中心的传输。我们通过流行的RIOT操作系统上的全栈实现来评估其可行性，在分析随机马尔可夫模型中评估其稳态数据包流，并使用大规模网络模拟来量化其在大规模通信场景中的可扩展性。我们的研究结果表明，DSME-LoRa确实是一种强大的方法，可以将LoRa开放到标准网络层，并在许多方面优于LoRaWAN。
2022-08-26 cs.NI
Capture Aware Sequential Waterfilling for LoraWAN Adaptive Data Rate
针对 LoRaWAN 资源分配粗糙的问题，提出捕获感知的序列注水扩频因子分配策略，通过均衡空中时间、跨网关平衡 SF 并考虑信道捕获，使网络容量较 ADR 最高提升38%。
2019-11-14 cs.NI
WIP: Exploring DSME MAC for LoRa -- A System Integration and First Evaluation
LoRa是一种流行的无线技术，能够以低能耗（mW）实现低吞吐量（字节）长距离通信（km）。然而，它的传输一方面在长时间的广播期间容易受到干扰，另一方面受到占空比的限制。LoRaWAN在LoRa之上定义了一个MAC和一个垂直堆栈。LoRaWAN通过采用集中式网络架构来规避上述限制，这大大降低了下行链路容量并阻止了点对点通信。这使得它无法用于许多部署。IEEE 802.15.4e的确定性和同步多信道扩展（DSME）受益于时隙通信和对等通信，并且具有克服LoRaWAN限制的潜力。在这项工作中，我们在开源物联网操作系统RIOT中的LoRa之上实现了DSME，并为在真实硬件上进行首次评估实验打开了大门。初步结果表明，DSME-LoRa不仅可以为受限的物联网设备提供可靠的点对点通信，还可以随着节点数量的增加而扩展。
2022-04-22 cs.NI
