Comunicação LoRa cooperativa com codificação de rede

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Alves, Luis Henrique de Oliveira
• Orientador(a): Rebelatto, João Luiz
• Banca de defesa: Rebelatto, João Luiz , Noronha Neto, Mario de , Souza, Richard Demo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Curitiba
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Internet das coisas; Modulação (Eletrônica); Sistemas de comunicação sem fio; Redes locais sem fio; Métodos de Simulação; Internet of things; Modulation (Electronics); Wireless communication systems; Wireless LANs; Simulation methods
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::TELECOMUNICACOES
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25874

Com a adoção generalizada de dispositivos de Internet das Coisas (IoT, do inglês Internet of Things), torna-se necessário o desenvolvimento de novas abordagens para ajudar a reduzir os efeitos de colisões no desempenho de redes baseadas na modulação LoRa, e, mais especificamente, em LoRaWAN. Tendo esse objetivo em vista, neste trabalho investiga-se o desempenho de um esquema fundamentado no conceito de cooperação e codificação de rede (NCC, do inglês Network Coded Cooperation) que se denomina NCC-LoRa. Nele, dispositivos trocam mensagens entre si em uma etapa dispositivo a dispositivo (D2D, do inglês Device to Device) por meio da modulação chaveamento de mudança de frequência (FSK, do inglês Frequency-Shift Keying) à alta taxa de transmissão de bits. Os dispositivos podem, então, auxiliar-se mutuamente para melhorar a confiabilidade da comunicação com a ponte de ligação (GW, do inglês GateWay) comum através da combinação linear em um campo finito das mensagens de cada parceiro de cooperação. Modela-se a probabilidade de sucesso na comunicação D2D a partir de duas componentes: a probabilidade de efetiva transmissão de dados, que computa falhas advindas da troca de dados, e a probabilidade de vizinhança, que depende de fatores associados à topologia da rede. Verifica-se, então, o desempenho da rede com o protocolo NCC-LoRa sob as métricas de alcance da rede e consumo médio de corrente elétrica por ciclo de transmissão. O resultados apontam que o esquema proposto pode fornecer ganhos consideráveis nesses quesitos quando comparado com uma típica transmissão LoRa e com um esquema baseado em retransmissão de pacotes.