LoRaEnergySim
1.0.0
フレームワークは、3つの主要なコンポーネント、すなわち、ノード、エアインターフェイス、およびゲートウェイで構成されています。ノードは、エアインターフェイスを介してゲートウェイにメッセージを送信します。衝突と弱いメッセージは、AIRインターフェイスコンポーネントで検出されます。 ollidedされていない強力なパケットはゲートウェイに配信されますが、ノードで要求された場合、ダウンリンクメッセージがスケジュールされます。
@INPROCEEDINGS{8885739,
author={G. {Callebaut} and G. {Ottoy} and L. {van der Perre}},
booktitle={2019 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC)},
title={Cross-Layer Framework and Optimization for Efficient Use of the Energy Budget of IoT Nodes},
year={2019},
volume={},
number={},
pages={1-6},
}その他の出版物：
G. Callebaut, G. Ottoy and L. V. d. Perre, "Optimizing Transmission of IoT Nodes in Dynamic Environments,"
2020 International Conference on Omni-layer Intelligent Systems (COINS), 2020, pp. 1-5, doi: 10.1109/COINS49042.2020.9191674.
フレームワークのソースは、 Frameworkフォルダーにあります。 Simulationsフォルダーにはいくつかの例が含まれています。
さまざまなsettings/configurations比較するために、ノードの位置がすべてのシミュレーションで同じであることが不可欠です。したがって、ファイルgenerate_locations.py例に含まれています。
ワークフロー：
Simulation.pyファイルを作成します。 構成可能なパラメーター：
各シミュレーションについて、エリア内のランダムな場所のセットが生成され、 GlobalConfig.pyファイルで定義されたパラメーターであるlocation_fileに保存されます。
シミュレーションファイルでは、フレームワークのビルディングブロックを使用して特定の環境をシミュレートし、消費されたエネルギーや衝突したメッセージの数などの結果を取得します。構成可能なパラメーターと出力については、セクションFramework （以下）を参照してください。シミュレーションファイルの書き込み方法については、 Example>simulation.pyをご覧ください。 simulation.pyでは、場所をロードし、結果を保持するオブジェクトを指定し、シミュレートするものを指定します。 SimulationProcessでは、シミュレーション自体が実行されます。ゲートウェイが作成され、ノードはロラパラメーターとエネルギープロファイルで生成されます。シミュレーションが実行されると。 1つのシミュレーションが完了した後、結果はオブジェクトから抽出され、返され、 simulation.pyファイルで使用されます。
プロジェクトは、最初にgenerate_locations.py実行してからsimulation.py実行して実行できるようになりました。
最初に論文を読んで、ロラワンの操作と制限に関してフレームワークをより詳細に理解してください。
伝播モデルは、メッセージが環境によってどのように影響するかを決定します。特定の環境に対して、トランスミッターと受信機の間で信号がどれだけ減衰されるか、つまり、パスの損失、つまりどれだけの金額を予測します。 PropagationModel.pyには（現在）2つの実装が含まれています。
このモデルは、メソッドrss_to_snrによって受信信号強度（RSS）を信号対雑音比（SNR）に変換します。この瞬間、ノイズは熱ノイズのみの影響を受けます。これは（db）になります：
SNR = RSS - ( - 174 + 10 * log10 ( 125e3 ))LORAプロトコル（Lorawan）に固有のすべてのパラメーターと、これらのパラメーターに関連する測定されたエネルギー消費量をここに含みます。
Lorapacketsは、ノードからゲートウェイにエアインターフェイスを介して送信されます。 LoRaPacketは、関連するメタデータやメッセージの状態に関する情報を含むアップリンクとダウンリンクのメッセージクラスが含まれています。
エネルギープロファイルクラスには、ノードの睡眠、処理、送信、受信電力が含まれています。これは、各ノードで異なる場合があり、 simulation.pyファイルで定義できます。
ノードクラスには、電力消費量、送信メッセージの数、ペイロード送信、再送信、...ノードに関するすべての情報が含まれています。それらの動作は、メインsimulation.pyファイルで決定されます。
シミュレーションを実行した後、次の障害を抽出できます。
energy_per_bit 。これは、1つのデータを送信するために消費されるエネルギーの量ですtransmit_related_energy_per_bit 。これには、送信モードでのエネルギー支出のみが含まれます。transmit_related_energy_per_unique_bit 。これには送信モードでのエネルギー支出のみが含まれ、TX'ed Recransmissionsは送信ビットに対してカウントされませんtotal_energy_consumedget_simulation_data ： series = {
'WaitTimeDC' : self . total_wait_time_because_dc / 1000 , # [s] instead of [ms]
'NoDLReceived' : self . num_no_downlink ,
'UniquePackets' : self . num_unique_packets_sent ,
'TotalPackets' : self . packets_sent ,
'CollidedPackets' : self . num_collided ,
'RetransmittedPackets' : self . num_retransmission ,
'TotalBytes' : self . bytes_sent ,
'TotalEnergy' : self . total_energy_consumed (),
'TxRxEnergy' : self . transmit_related_energy_consumed (),
'EnergyValuePackets' : self . energy_value
}Air Interfaceは衝突を検出し、Lorapacketオブジェクトを変更するため、ノードとゲートウェイはメッセージの送信中に何が起こったかを知ります。使用済みの伝播モデルとSNRモデルを使用して、転送が成功したかどうかを判断します。
ゲートウェイでは、受信したSNRがチェックされ、必要なしきい値以下のメッセージが弱いとマークされ、rx'edではありません。ゲートウェイは、ノードで要求された場合、DLメッセージも処理します。
Q：Globaconfig、場所が見つかりません。
A：フォルダのフレームワークとシミュレーションがソースルートとしてマークされていることを確認してください。 pycharmの場合、フォルダを右クリック>>マークディレクトリとして>ソースルート
Q：IPython/Spyderには出力がありません
A：コードはデフォルトでParralelで実行され、その場合はSTD出力がうまく処理されません。コードを順番に実行でき、下部のpool.map関数に関する例/simulation.pyのコメントを参照してください。
引用。
で使用されるシミュレーター：
