Análisis experimental de la tecnología LPWAN LoRa en entornos Smart City y Open Environments

Abstract

La revolución tecnológica de las últimas décadas nos está llevando a un mundo conectado en el que cada vez un mayor número de dispositivos adquiere conexión a Internet. Estos dispositivos son parte del IoT (Internet of Things), y suelen presentar fuertes restricciones de coste y duración de batería. Debido a estas limitaciones, los dispositivos requieren de soluciones de conectividad con una baja complejidad y consumo. Además, para despliegues extensos también es conveniente que estas tecnologías sean de largo alcance para reducir costes de infraestructura. Al tipo de redes que cumplen estas características se las denomina LPWANs (Low Power Wide Area Networks). En este Trabajo Fin de Grado se busca estudiar el desempeño de una de estas tecnologías (LoRa) en diferentes tipos de escenarios abiertos como Smart City, Smart Campus y Entorno Agrícola. Para ello se procede, en primer lugar, al análisis de las diferentes tecnologías de transmisión disponibles en el mercado que hayan sido diseñadas o adaptadas para su uso en dispositivos IoT. A continuación, se selecciona la más apropiada para el proyecto (LoRa) y se procede a su análisis en profundidad. Después, se diseñan y realizan diversas pruebas con el objetivo de medir el rendimiento de esta tecnología en términos de capacidad y distancia. En último lugar, se procede al análisis de los resultados obtenidos en las pruebas y se extraen las conclusiones sobre el comportamiento de LoRa en los diferentes escenarios propuestos. Como resultado del trabajo realizado y de los datos recogidos, se pretende extenderlo mediante una publicación de investigación para posteriormente continuar con la línea de investigación abierta.

Over the last decades, a technological revolution has led to a connected world where an increasing number of devices requires an Internet connection. These devices are part of the IoT (Internet of Things) and usually present strict cost and energy restrictions. Due to these limitations, IoT devices require low-complexity, low-power connectivity solutions. In addition, for wide-area implementations, it is also convenient to use long-range technologies to reduce infrastructure costs. This type of network is called LPWANs (Low-Power Wide-Area Networks). The aim of this project is to study the performance of one of these technologies (LoRa) in scenarios such as Smart City, Smart Campus and Smart Countryside. To achieve this objective, in the first place, an analysis of the State of the Art of the transmission technologies available for the IoT is conducted. Secondly, the technology that best fits the project (LoRa) is chosen, and a deeper analysis of it is performed. Then, different experiments are designed and conducted to measure the real-world capacity and range of this technology. In the last place, an analysis of the results obtained in the different experiments is performed, from which the conclusions regarding the performance of LoRa in the proposed scenarios will be extracted. As a result of this work and based on the data collected, it will be extended with a research publication to later continue with the opened research line.