Research of LoRaWAN productivity performance models for building IoT networks

Abstract

The study of the LoRaWAN method application performance models in the IoT networks, which is currently being intensively developed, improved and is an important component of the information society. LoRa is a new long-range, low-power wireless technology that is key to building IoT networks around the world. Unlike other wireless technologies, the signal range and autonomy are enormous. Unlike GSM networks, it does not require bulky equipment with a high level of radiation. It can be easily used in places with mass construction without harm to human health. Two main scenarios for modeling performance improvement were investigated. Based on the results of the research, it is concluded that doubling the bandwidth effectively doubles the baud rate, and increasing the bandwidth reduces the sensitivity of the receiver, while increasing the propagation factor increases the sensitivity of the receiver. It is shown that by slightly changing the ACK procedure, it is possible to significantly improve the system performance in terms of packet delivery factor, system capacity, and energy efficiency. Conversely, it is determined that other system parameters are already well configured.

У роботі проведено дослідження моделей продуктивності застосування методу LоRаWAN в мереж IoT, яка в даний час інтенсивно розвивається, удосконалюється і являється важливою складовою інформаційного суспільства. LoRa – це нова бездротова технологія далекого радіусу дії та малого споживання енергії, яка є переважною для побудови мереж Інтернету речей у всьому світі. На відміну від інших бездротових технологій – колосальна дальність сигналу та автономність. На відміну від мереж GSM не вимагає громіздкого обладнання з високим рівнем випромінювання і може бути легко використаний у місцях з масовою забудовою без шкоди для здоров'я людей. Було досліджено два основні сценарії моделювання покращення продуктивності параметрів. На основі результатів виконаних досліджень зробилені висновки, що подвоєння пропускної здатності ефективно подвоює швидкість передачі, а збільшення пропускної здатності знижує чутливість приймача, тоді як збільшення коефіцієнта розповсюдження збільшує чутливість приймача, також зниження швидкості коду допомагає знизити швидкість помилок пакету при наявності коротких появ перешкод. Показано, що незначно змінивши процедуру ACK, можливо значно покращити систему продуктивності щодо коефіцієнта доставки пакетів, ємності системи, енергоефективність. І навпаки визначено, що інші системні параметри вже добре налаштовані