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A deep learning-based Adaptive Data Rate algorithm for LoRaWAN networks

delete2025-10-09
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OA
AI
L
Luca Leonardi *
G
Giancarlo Iannizzotto
M
Mattia Pirri
G
Gaetano Patti
A
Alessio Pirri
L
Lucia Lo Bello
DOI:10.1016/j.iot.2025.101786delete
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摘要

摘要

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LoRaWAN正逐渐成为多种物联网(IoT)应用的关键协议,因为它能够在大量终端设备之间实现低功耗的长距离通信。LoRaWAN终端设备具有多种可配置的传输参数,这些参数的取值需要谨慎选择,因为它们对网络性能有显著影响。Semtech推荐的Adaptive Data Rate(ADR)算法动态调整LoRaWAN终端设备的传输参数,以提高网络可靠性并保持低能耗。然而,ADR是一种基于规则的算法,不适用于动态IoT场景,因为在这些场景中网络条件可能高度变化,且终端设备在感知区域内移动。相比之下,深度学习技术通过其从数据中学习非线性、状态依赖模型的能力,在为LoRaWAN终端设备设置传输参数的动态IoT环境中展现出有前景的解决方案。因此,本文提出了一种基于深度学习机制的方法,称为Rel-ADR,它动态调整LoRaWAN终端设备的传输参数以提升传输可靠性,同时保持动态和密集网络中的低功耗。本文介绍了Rel-ADR的设计,并通过OMNeT++在真实场景中的仿真,展示了Rel-ADR与文献中现有方法之间广泛的比较性能评估结果。
Keyword:
LoRaWAN
Adaptive Data Rate
Deep learning
Long short term memory
Internet of Things
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