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LoRa-Based Integrated Sensing and Communication Feasibility Analysis in LoRaWAN

LoRaWAN 에서 LoRa 기반 Integrated Sensing and Communication 의 가능성 분석

  • Jaehyeong Lim (Dept. of Cyber Defense, Korea University) ;
  • Wonwoo Jang (School of Cybersecurity, Korea University) ;
  • Wonjun Lee (School of Cybersecurity, Korea University)
  • 임재형 (고려대학교 사이버국방학과) ;
  • 장원우 (고려대학교 정보보호대학원) ;
  • 이원준 (고려대학교 정보보호대학원)
  • Published : 2024.10.31

Abstract

Integrated Sensing and Communication(ISAC)은 통신과 센싱을 하나의 인프라에서 통합해 수행할 수 있는 기술이다. LoRa 는 저전력, 장거리 통신을 가능하게 하여, 이를 이용해 넓은 범위에서 ISAC를 가능하게 하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 LoRa의 상위 계층을 정의하는 LoRaWAN 에서는 듀티 사이클로 인해 실제 통신에서는 센싱에 필요한 샘플링 속도보다 낮은 패킷 전송 속도를 보인다. 이로 인해 센싱에 필요한 신호를 충분히 수집하지 못해 센싱 성능이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 본 연구는 LoRaWAN 기반 네트워크에서 ISAC 시스템을 구축하기 위해 실제 패킷 전송 속도와 샘플링 속도 간의 차이를 분석하고 이를 해결하기 위한 인자 조절 방안을 제시한다. 이러한 접근은 패킷의 채널 점유 시간을 최적화함으로써, 센싱 성능을 향상시킬 수 있다.

Keywords

Acknowledgement

이 성과는 2024년도 정부(과학기술정보통신부)의 재원으로 한국연구재단의 지원(No. RS-2024-00338786)과 정보통신기획평가원의 지원(No. RS-2023-00234719, (SW 스타랩) 서비스 연속형 지향 에지 Continuum SW 프레임워크)을 받아 수행된 연구임.

References

  1. D. Guo et al., "ILLOC: In-Hall Localization with Standard LoRaWAN Uplink Frames," in Proc. of ACM IMWUT, vol. 6, no. 13, pp.1-26, March 2022.
  2. SEMTECH, "LoRaWAN® Standard," URL: https://www.semtech.com/lora/lorawan-standard
  3. ETSI, "Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM); Short Range Devices (SRD); Radio equipment to be used in the 25 MHz to 1 000 MHz frequency range with power levels ranging up to 500 mW; Part 2: Harmonized EN covering the essential requirements of article 3.2 of the R&TTE Directive," ETSI EN 300 220-2 V3.2.1, June 2018.