| 講演名 | 2022-08-25 実環境におけるLoRaWANのエネルギー消費のモデル化 小倉 大輝(長岡技科大), 山崎 悟史(沼津高専), |
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| 抄録(和) | IoT(Internet of things) の進展に伴い，省電力広域無線ネットワーク(Low Power Wide Area Network, LPWAN) が注目されている．本稿ではアンライセンスドLPWAN の一種であるLoRaWAN に着目する．一般にIoTネットワークを構築する場合，バッテリー駆動を前提とするセンサノードの低消費電力化すなわち，バッテリーの長寿命化は重要課題の一つである．従来のLoRaWAN ノードのエネルギー消費のモデル化では各状態の所要時間や消費電流値に計算値やデバイス単体の仕様値などが用いられており，現実的な屋外でのIoT を想定し，デバイスにボードやセンサ類を含めたセンサノードとしてのエネルギー消費性能については十分明らかにされていない．本稿ではIoT のユースケースとして地域スマート農業を想定し，屋外フィールド実験結果に基づいてノードのエネルギー消費をモデル化する手法を提案する．あるノードを一例として拡散率やペイロード長，周期時間などのパラメータを与えるだけでバッテリ寿命を推定可能とする実験的近似式を構築し，ノードの状態や拡散率などに関わらず近似式で得られた結果と実験結果が概ね一致することを確認することで手法の妥当性を示す．さらに得られた近似式を活用することによって所望のバッテリーー寿命を実現するために，達成すべき待機状態の消費電流値を明らかにできることを示す． |
| 抄録(英) | With the recent progress of IoT (Internet of Things), low power wide area networks (LPWANs) have been attracting considerable attention. In this technical report, we focus on LoRaWAN. In general, one important aspect of constructing an IoT network involves extending the battery life by reducing the power consumption of the sensor node, which is premised on battery operation. In the conventional energy consumption modeling for LoRaWAN, indoor experimental values and data sheet values of individual chips are used as the current consumption value or processing time in each state of the node. In this regard, the battery life of the outdoor LoRaWAN node (end device) assuming realistic IoT has not been fully clarified. Therefore, in this technical report, we propose a scheme to model the energy consumption of LoRaWAN nodes via the results of outdoor field experiments assuming regional smart agriculture as a use case of IoT. Moreover, we derived an experimental approximation formula to estimate the battery life by introducing parameters such as spread factor and payload length for a specific board. The numerical evaluation clarifies the effects of various parameters on the battery life and energy efficiency of the node. |
| キーワード(和) | LoRaWAN / エネルギー消費 / バッテリ寿命 / フィールド実験 / モデル化 |
| キーワード(英) | LoRaWAN / Energy consumption / Battery life time / Field experiment / Modeling |
| 資料番号 | RCS2022-110 |
| 発行日 | 2022-08-18 (RCS) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SAT / RCS |
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| 開催期間 | 2022/8/25(から2日開催) |
| 開催地（和） | 函館市亀田交流プラザ |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | 移動衛星通信，放送，誤り訂正，無線通信一般 |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | 井家上 哲史(明大) / 樋口 健一(東京理科大) |
| 委員長氏名（英） | Tetsushi Ikegami(Meiji Univ.) / Kenichi Higuchi(Tokyo Univ. of Science) |
| 副委員長氏名（和） | 亀井 雅(NHK) / 加保 貴奈(湘南工科大) / 旦代 智哉(東芝) / 児島 史秀(NICT) / 牟田 修(九大) |
| 副委員長氏名（英） | Masashi Kamei(NHK) / Takana Kaho(Shonan Inst. of Tech.) / Tomoya Tandai(Toshiba) / Fumihide Kojima(NICT) / Osamu Muta(Kyushu Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 阿部 順一(NTT) / 大倉 拓也(NICT) / 山本 哲矢(パナソニック) / 安達 宏一(電通大) / 中村 理(シャープ) |
| 幹事氏名（英） | Junichi Abe(NTT) / Takuya Okura(NICT) / Tetsuya Yamamoto(Panasonic) / Koichi Adachi(Univ. of Electro-Comm) / Osamu Nakamura(Sharp) |
| 幹事補佐氏名（和） | 流田 理一郎(KDDI総合研究所) / 小泉 雄貴(NHK) / 酒井 学(三菱電機) / 岩渕 匡史(NTT) / 菅野 一生(KDDI総合研究所) / 張 裕淵(東工大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Riichiro Nagareda(KDDI Research) / Yuuki Koizumi(NHK) / Manabu Sakai(Mitsubishi Electric) / Masashi Iwabuchi(NTT) / Issei Kanno(KDDI Research) / Yuyuan Chang(Tokyo Inst. of Tech) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Satellite Telecommunications / Technical Committee on Radio Communication Systems |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 実環境におけるLoRaWANのエネルギー消費のモデル化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | An energy consumption model of LoRaWAN via Field Experiments |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | LoRaWAN / LoRaWAN |
| キーワード(2)（和/英） | エネルギー消費 / Energy consumption |
| キーワード(3)（和/英） | バッテリ寿命 / Battery life time |
| キーワード(4)（和/英） | フィールド実験 / Field experiment |
| キーワード(5)（和/英） | モデル化 / Modeling |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 小倉 大輝 / Taiki Ogura |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 長岡技術科学大学(略称：長岡技科大) Nagaoka University of Technology(略称：Nagaoka Univ. of Technology) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 山崎 悟史 / Satoshi Yamazaki |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 沼津工業高等専門学校(略称：沼津高専) National Institute of Technology, Numazu College(略称：NIT, Numazu College) |
| 発表年月日 | 2022-08-25 |
| 資料番号 | RCS2022-110 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | RCS-164 |
| ページ範囲 | pp.72-77(RCS), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-08-18 (RCS) |