Analisi delle prestazioni di reti LoRaWAN per le smart-cities

The Internet of Things (IoT) is a trendy topic that is growing day by day. However, there are some problems that are not adequately solved by conventional networks, such as the coverage range of the network and the battery of devices connected to these networks. Low Power Wide Area Networks (LPWAN) appear as a solution to these problems. These networks provide broad coverage and less energy consumption at the expense of data speed. Thus, these low power networks are the ideal candidates for IOT devices. A standard of this type of networks is LoRaWAN, which is the topic of my Thesis work. Starting from a study of this type of communication technology, it was made a detailed investigation of the current state of the art about performance evaluation of city scaled LoRaWAN networks. Subsequently, some models for this type of scenario have been proposed, which could summarize previous research and demonstrate how different applications can coexist in LoRaWAN implementations. To validate these models, advanced and realistic environments into a simulator for LoRaWAN networks have been created. This paper summarizes the technical implementation performed, shows the performance evaluation of the LoRaWAN networks through results obtained by simulations, validating proposed models, and finally envisages future work.

l'Internet delle cose (IoT) è un argomento di tendenza che sta crescendo giorno dopo giorno. Tuttavia, si evidenziano alcuni problemi che non sono adeguatamente risolvibili dalle reti convenzionali, quali il range di copertura della rete e la batteria dei dispositivi collegati a queste reti. Le Low Power Wide Area Networks (LPWAN) appaiono come una soluzione a questi problemi. Queste reti forniscono un’ampia copertura e meno consumo di energia, a scapito della velocità dei dati. Così, queste low power networks sono le candidate ideali per i dispositivi Iot. Uno standard di questo tipo di reti è LoRaWAN, che è alla base del mio lavoro di Tesi. In particolare, partendo da uno studio di questo tipo di tecnologia di comunicazione si è proceduti ad un'indagine dettagliata sullo stato attuale della tecnica di valutazione delle prestazioni delle reti LoRaWAN su scala cittadina. Successivamente, si sono realizzati dei modelli per questo tipo di scenario, che potessero riassumere le ricerche precedenti e dimostrare come applicazioni differenti possono coesistere nelle implementazioni LoRaWAN. Per validare questi modelli, avanzati e realistici ambienti sono stati creati in un simulatore per questo tipo di reti. Quindi questo elaborato riassume l'implementazione tecnica eseguita, illustra la valutazione delle performance delle reti LoRaWAN attraverso i risultati ottenuti dalle simulazioni eseguite, che hanno validato i modelli proposti e prevede i possibili sviluppi futuri.