[en] MACHINE LEARNING-BASED MAC PROTOCOLS FOR LORA IOT NETWORKS

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: DAYRENE FROMETA FONSECA
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: MAXWELL
• Palavras-chave em Português: [pt] REDES DE LONGA DISTANCIA DE BAIXA POTENCIA; [pt] ALGORITMOS DE APRENDIZAGEM POR REFORCO; [pt] PARAMETROS DE TRANSMISSAO; [pt] LORAWAN; [pt] MODULACAO LORA; [pt] PROTOCOLOS DE CONTROLE DE ACESSO AO MEDIO; [en] LOW POWER WIDE AREA NETWORKS; [en] REINFORCEMENT LEARNING ALGORITHMS; [en] TRANSMISSION PARAMETERS; [en] LORAWAN; [en] LORA MODULATION; [en] MEDIUM ACCESS CONTROL PROTOCOLS
• Link de acesso: https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=48753&idi=1; https://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/colecao.php?strSecao=resultado&nrSeq=48753&idi=2; http://doi.org/10.17771/PUCRio.acad.48753

[pt] Com o rápido crescimento da Internet das Coisas (IoT), surgiram novas tecnologias de comunicação sem fio para atender aos requisitos de longo alcance, baixo custo e baixo consumo de energia exigidos pelos aplicativos de IoT. Nesse contexto, surgiram as redes de longa distância de baixa potência (LPWANs), as quais oferecem diferentes soluções que atendem aos requisitos dos aplicativos de IoT mencionados anteriormente. Entre as soluções LPWAN existentes, o LoRaWAN tem-se destacado por receber atenção significativa da indústria e da academia nos últimos anos. Embora o LoRaWAN ofereça uma combinação atraente de transmissões de dados de longo alcance e baixo consumo de energia, ele ainda enfrenta vários desafios em termos de confiabilidade e escalabilidade. No entanto, devido a sua natureza de código aberto e à flexibilidade do esquema de modulação no qual ele se baseia (Long Range (LoRa) permite o ajuste de fatores de espalhamento e a potência de transmissão), o LoRaWAN também oferece importantes possibilidades de melhorias. Esta dissertação aproveita a adequação dos algoritmos de Aprendizagem por Reforço (RL) para resolver tarefas de tomada de decisão e os utiliza para ajustar dinamicamente os parâmetros de transmissão dos dispositivos finais LoRaWAN. O sistema proposto, chamado RL-LoRa, mostra melhorias significativas em termos de confiabilidade e escalabilidade quando comparado ao LoRaWAN. Especificamente, diminui a taxa de erro de pacote (PER) média do LoRaWAN em 15 porcento, o que pode aumentar ainda mais a escalabilidade da rede.