Den senaste tidens trend mot användning av kommunikationsteknik för stora nät med låg effekt (LPWAN) på sakernas Internet som SigFox, Lora och Weightless ger upphov till lovande tillämpningar inom smarta nät, smarta städer, smart logistik osv. där tiotusentals sensorer i ett stort område är anslutna till en enda port. För att hantera ett så stort antal utplacerade enheter krävs dock lösningar för att tillhandahålla uppdateringar av den inbyggda programvaran över luften. I detta dokument analyseras genomförbarheten av programuppdateringar över luften (partiella) för tre LPWAN-tekniker (LoRa) och diskuteras den bäst lämpade uppdateringsmetoden för olika scenarier: fullständiga systemuppdateringar, programuppdateringar och nätverks stackuppdateringar. Resultaten visar att full firmware uppgraderingar förbrukar en betydande mängd energi, särskilt för de lägsta bit-rate LPWAN-tekniker som SigFox som dränerar ett enda AA-batteri med 2% när du utför en version uppdatering. Tekniker med liknande räckvidd (dvs. LoRa SF12) kräver endast 0,12 %. Jämförelsen mellan räckvidd och energi (eller bit-rate) blir tydlig när man betänker att den minst känsliga tekniken (IEEE-802.15.4g-OFDM) endast förbrukar 0.0001 %. Partiella uppdateringar kräver betydligt mindre energi för alla teknolo- * Motsvarande författare Preprint in till Journal of Internet of Things September 19, 2018 gies. Lägga till ett enda program använder 6 till 38 gånger mindre energi jämfört med en firmware-uppdatering, beroende på uppdateringsmetod och LPWAN-teknik. Även partiella uppdateringar av nätverks stacken (dvs. MAC) kostar 3 till 8 gånger mindre energi, vilket gör uppdateringar över luften möjliga. Nyckelord: LPWAN; Internet-of-Things; partiella uppdateringar över luften; nätverkshantering; SigFox; LoRa; IEEE-802.15.4g 1. Inledning Under de senaste åren har nät med låg effekt i stort område (LPWAN) såsom NB-IoT LoRa, SigFox och IEEE-802.15.4g fått ökat intresse från industrin och forskarsamhället inom områden som rör Internet- of-Things (IoT). Löftet om att tillhandahålla stor täckning för lågeffektenheter är en viktig möjliggörare för 5 många användningsområden som smarta nät, smarta städer, smart logistik, etc. Eftersom en enda LPWAN gateway kan betjäna tusentals sensorer inom ett intervall av flera kilometer. För detta ändamål arbetar de flesta LPWAN i frekvensbanden under-1 GHz och upplever därför mindre dämpning och att multipaten bleknar. 10 Även om det ökade utbudet av LPWAN-teknik är tilltalande för många användningsfall, har LPWAN-teknik också nackdelar. (i) För det första uppnår de en längre räckvidd genom att använda mer energi per överförd bit. Täckningen av LP-WAN-enheter ökas genom att använda en lägre moduleringssats, effektivt sätta mer energi i varje överförd bit (eller symbol), vilket resulterar i en högre 15 länk budget. ii) För det andra uppnås lågeffektdrift genom att använda en enkel stjärntopologi, tillämpa en ultralåg radioaktivitetscykel, och med hjälp av ett enkelt, icke-synkroniserat protokoll för kontroll av lätt medelåtkomst, såsom slotted aloha. Som ett resultat, de flesta LPWAN enheter lyssnar bara sporadiskt för nedlänk meddelanden, i de flesta fall strax efter en upplänk överföring. Ovannämnda LPWAN-begränsningar, dvs. Den låga datahastigheten och den låga komplexiteten begränsar potentialen för omkonfigurering över luften och uppdateringar av LPWAN-enheter. Av denna anledning fokuserar de flesta aktuella LPWAN-utbyggnaderna på
Ruckebusch m.fl. följa ett liknande tillvägagångssätt, med samma begränsningar, för att jämföra beteendet hos olika LPWAN-teknik för over-the-air programuppdateringar REF.
Modelling the energy consumption for over-the-air software updates in LPWAN networks: SigFox, LoRa and IEEE 802.15.4g
{'venue': 'Internet Things', 'journal': 'Internet Things', 'mag_field_of_study': ['Computer Science']}