Estudio de los parámetros de LoRaWAN en un entorno urbano

Abstract

[ES] LoRa es una tecnología LPWAN presente en numerosas aplicaciones IoT, aunque información específica sobre su funcionamiento no está disponible en gran medida. Por tanto, es importante saber qué KPIs la definen qué parámetros afectan a estas KPIs y cómo. Para lograr esto, en este TFG se ha realizado una revisión bibliográfica de aplicaciones IoT basadas en LoRa, permitiéndonos identificar la potencia consumida, retardo y la ratio de pérdida de paquetes como las KPIs objeto de estudio. Tres escenarios experimentales en la ciudad de Bremen, uno estático y dos móviles, han sido utilizados para examinar estas KPIs, cambiando los valores de los parámetros que influyen en ellas. Estos son: Spreading Factor (SF), clase, rango y payload. Se ha podido corroborar que para valores más altos de SF se obtiene mayor retardo y una ratio de pérdida de paquetes más alto. Además, un payload más grande resulta en un retardo mayor. Por último, para distancias más largas entre nodo y antena receptora, la pérdida de paquetes también aumenta. La máxima distancia nodo-gateway hallada en nuestros experimentos es de más de 7 km, un valor bastante elevado para un entorno urbano.

[EN] LoRa is an LPWAN technology present in many different IoT applications, although specific information about its performance is not largely available. Therefore, it is important to know what Key Performance Indicators (KPIs) can be used and what parameters affect these KPIs, and how. To achieve this, in this thesis a literature review of LoRa-based IoT applications has been done, allowing us to identify power consumption, delay, and packet-loss ratio as the main KPIs. Three different experimental scenarios in the city of Bremen, one static and two mobile, were used to evaluate the identified KPIs, changing the values of the parameters influencing them. These are Spreading Factor (SF), Class, range, and payload. For higher Spreading Factors (SFs), higher delay and lower packet-loss ratios are obtained. Also, a higher payload value results in higher delay. The packet loss ratio also increases with longer distances between the node and the gateway. Anyhow, shorter distances in more dense areas also show a higher packet loss ratio. The maximum reachable distance of the node-gateway in our experiments was around 7 km, a quite high value for an urban environment.