robust lora

robustes Lora

Dieses Repo enthält die Implementierung für Papier

Automatisierung eines zuverlässigen und fehlertoleranten Designs von Lora-basierten IoT-Netzwerken

Xiaofan Yu, Weihong Xu, Ludmila Cherkasova, Tajana Šimunić Rosing.

CNSM 2021. Bester Papierpreis.

Umgebungen

Python 3.7

NS3-3.31 + Lorawan-Modul

MATLAB 2020A + SNOPT 7.7

Dateistruktur

 .
├── LICENSE
├── README.md    // This file
├── alg          // Algorithms for LoRa gateway placement and device configuration
├── data         // End device location data and how to generate path loss matrix 
├── ns3-exp      // Scripts to test in ns3
└── relaxOpt     // MATLAB scripts to call SNOPT to optimally solve the relaxed problem

Daten

In ./data -Ordner finden wir das Tutorial zum Generieren der Datensätze.

Jeder Datensatz enthält (i) Endgeräteorte, (ii) Candidate Gateway -Positionen und (iii) Pfadverlustmatrix mit (i, j) Eintrag, der den Pfadverlust in DB zwischen dem Ith -End -Gerät und dem JTH -Gateway darstellt.

Detaillierte Anweisungen finden Sie in Daten/Readme.md.

Algorithmen

In ./alg -Ordner implementieren wir die folgenden Algorithmen:

• Vorgeschlagene Giery Gateway Placement und Gerätekonfiguration Heuristic ( ./alg/RGreedy.py ).
• Die obige vorgeschlagene Heuristik mit Clustering -Beschleunigung ( ./alg/clustering.py ). Benötigen Sie das Scikit-Learn-Paket.
• Genetischer Algorithmus ( ./alg/RGenetic.py ). Benötigen Sie das genetische Gorithmuspaket.

Die folgenden Baselines sind enthalten:

• Gierige Heuristik in Ousat 2019 ( ./alg/ICIOT.py )

./alg/main.py setzt welchen Algorithmus und die Parameter des Problems.

Um die Algorithmen auszuführen:

python3 ./alg/main.py

NS-3-Experimente

Um die NS-3-Simulationen auszuführen, installieren Sie zunächst NS3-3.31.

Klonen Sie dann unser modifiziertes Lorawan -Modul und kopieren Sie das Testskript:

 cd root-of-ns3/ns-3.31/src
git clone https://github.com/Orienfish/lorawan.git
cp path-to-this-repo/ns3-exp/adr.cc root-of-ns3/ns-3.31/scratch

Um die NS-3-Simulation auszuführen:

 cd root-of-ns3/ns-3.31
./waf --run adr

Mehrere Parameter können mit dem Befehl festgelegt werden:

./waf --run " adr --MType=Confirmed --intfrPowerdBm=-126 --nPeriods=72 "

Weitere Informationen finden Sie in der Hilfefunktion und dem Quellcode.

Mehrere Bash-Skripte sind in dem Ordner ./ns3-exp zum Ausführen von Experimenten enthalten.

Optimierung entspannen

Wir entwickeln ein entspanntes Problem und lösen es mit SNOPT optimal. Die Implementierung erfolgt in MATLAB mit Schnittstellen zu SNOPT (in ./relaxOpt Ordner).

Um die entspannte gebundene Bindung mit der gierigen Lösung unter zufällig platzierten Endgeräten zu vergleichen, werden zuerst Algorithmen mit python3 ./alg/main.py und dann die generierten Geräteorte, Kandidaten -Gateway -Standorte und notwendige Kommunikationsmatrizen direkt auf ./relaxOpt gespeichert.

Öffnen Sie Matlab und run ./relaxOpt/relaxedOpt.m .

Lizenz

MIT