Low-Power Wide-Area Network (LPWAN) is an emerging communication standard for Internet of Things (IoT) that has strong potential to support connectivity of a large number of roadside sensors with an extremely long communication range. However, the high operation cost to manage such a large-scale roadside sensor network remains as a significant challenge. In this article, we propose Low Operation-Cost LPWAN (LOC-LPWAN), a novel optimization framework that is designed to reduce the operation cost using the cross-technology communication (CTC). LOC-LPWAN allows roadside sensors to offload sensor data to passing vehicles that in turn forward the data to a LPWAN server using CTC aiming to reduce the data subscription cost. LOC-LPWAN finds the optimal communication schedule between sensors and vehicles to maximize the throughput given an available budget. Furthermore, LOC-LPWAN optimizes the fairness among sensors by preventing certain sensors from dominating the channel for data transmission. LOC-LPWAN can also be configured to ensure that data packets are received within a specific time bound. Extensive numerical analysis performed with real-world taxi data consisting of 40 vehicles with 24-hour trajectories demonstrate that LOC-LPWAN reduces the cost by 50% compared with the baseline approach where no vehicle is used to relay packets. The results also show that LOC-LPWAN improves the throughput by 72.6%, enhances the fairness by 65.7%, and reduces the delay by 28.8% compared with a greedy algorithm given the same amount of budget.


翻译:LPWAN(LPWAN)是一个新型优化框架,目的是利用跨技术通信(CTC)降低运营成本。LOC-LPWAN允许路边传感器卸载传感器数据,将数据转发给使用CTC的LPWAN服务器,转而将数据转发给LPWAN服务器,目的是降低数据订阅费用。LOC-LPWAN发现,管理这种大型路边传感器网络的运营成本仍然很高,这是一个重大挑战。在本篇文章中,我们提议低操作成本LPWAN(LPWAN)是一个新的优化框架,目的是通过跨技术通信(CTC)降低运营成本。LPWAN允许路边传感器卸载传感器,将数据转发给使用CTC的大型LPWAN服务器,转而将数据转发给LPWAN服务器,从而降低成本。LP-LWAN服务器的广度。LP-LWAN8 与实际成本相比,LVALLLLLLLL 将降低成本。LLLLLLLL的80。LLLLL 将成本降低实际成本,LVLLLLLLLLLLLLLLL的80。LL的80次中流数据比L 降低实际成本。L。LLLLLLLLLLLLLL的80。通过使用比LLLLLL 降低成本。

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