Improving Downlink Scalability in LoRaWAN
Valentina Di Vincenzo
Improving Downlink Scalability in LoRaWAN.
Rel. Paolo Giaccone. Politecnico di Torino, Corso di laurea magistrale in Ingegneria Informatica (Computer Engineering), 2020
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Abstract
Sebbene LoRaWAN offra molti vantaggi, uno dei suoi limiti principali è l'insufficiente capacità di inviare frame downlink in scenari su larga scala, rendendo impraticabile una comunicazione affidabile. In LoRaWAN infatti, l'affidabilità si ottiene attraverso l'implementazione di uno schema di ritrasmissione dati e conferma dei messaggi ricevuti tramite acknowledgement. Attualmente tuttavia, l'utilizzo di messaggi che richiedono conferma di ricezione è fortemente sconsigliato, in quanto potenzialmente in grado di saturare la capacità degli end-devices di inviare efficientemente messaggi. Il contributo di questa tesi è quello di fornire un'analisi completa dell'impatto dei frame di downlink sulla capacità della rete e di proporre soluzioni per consentire l'uso di acknowledgement per carico di downlink medio-basso.
Le radici del problema vengono identificate e verificate su una traccia di rete reale: il fatto che le trasmissioni del gateway siano half-duplex (invio o ricezione) causa fino all'8% della perdita di frame; la schedulazione esclusivamente sequenziale dei frame downlink all’interno del gateway produce fino al 2% di perdita di frame, a causa della sovrapposizione con downlink già programmati; e la limitazione del duty cycle portano alla saturazione delle sottobande usando per la trasmissione dei downlink induce fino al 76% della perdita di frame
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