Confiabilidade e Comunicação de Tempo Real através de Técnicas Colaborativas em RSSF: Aprimorando o Desempenho de Redes LoRaWAN Através da Seleção de Parâmetros no Mecanismo Adaptativo

Abstract

LoRaWAN é um protocolo de rede que permite a implementação de aplicações de redes de longo alcance e baixa potência (Low Power Wide Area Network, LPWAN) para a internet das coisas (Internet of Things, IoT). Seu esquema de modulação (e protocolo de camada física), LoRa, define diversos parâmetros de transmissão que permitem comunicação bidirecional por longas distâncias, em uma relação de perde-ganha entre alcance e tempo de transmissão. As especificações de LoRaWAN sugerem o uso de um algoritmo adaptativo definido pelo operador da rede, Adaptive Data Rate(ADR), que atribui dinamicamente estes parâmetros aos seus usuários. O algoritmo implementado por uma rede aberta mundial, The Things Network (TTN), é baseado em um algoritmo sugerido pela empresa proprietária da modulação LoRa, e seleciona os parâmetros de acordo com estimativas da qualidade do enlace entre o dispositivo final e o gateway. Devido a suas estimativas otimistas e natureza de reduzir o tempo de transmissão (reduzindo, assim, o alcance), este mecanismo não é adequado a todas as situações, especialmente quando os sinais são transmitidos em canais que causam perdas de propagação muito altas. Através de simulações, percebe-se que um dos parâmetros deste algoritmo pode ser otimizado para compensar essa estimativa falha sem adicionar muita complexidade ao algoritmo, garantindo ainda um consumo energético menor comparado a uma distribuição aleatória de parâmetros.