Avaliação do esquema de modulação LoRa implementado em GNURadio e sintetizado em SDR

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Bertamoni, Natanael Rissi
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/235783
Resumo: Os sistemas de comunicação LPWA, (do inglês, Low Power Wide Area), buscam atender a necessidade de transmissão de dados em longas distâncias com baixo consumo energético e com tolerância a altos valores de latência. O esquema de modulação LoRa vem ao encontro à essa necessidade e busca transmitir símbolos através de uma técnica de espalhamento de espectro utilizando modulação M-ária para faixas de frequências não licenciadas. Pelas características intrínsecas dos sistemas de grandes áreas de abrangência, quando não se emprega técnica de prevenção de colisão de pacotes, é comum que hajam colisões. Uma característica da modulação LoRa é a capacidade de autocoexistência por ortogonalidade de portadoras moduladas por diferentes transmissores, sincronizados ou não. Dessa forma, como as colisões podem gerar perda de informação, gasto energético adicional pela retransmissão de dados ou jamming não proposital, buscou-se realizar simulações que avaliam se a ortogonalidade gerada por diferentes fatores de espalhamento garantem que não haja interferência inter símbolos. Para isso, utilizando o GNU Radio com blocos disponibilizados pelo Laboratório de Telecomunicações da EPFL, que mapeiam todas operações em bit que a patente do LoRa usada como base menciona, bem como a modulação e demodulação, buscou-se simular e explorar trabalhos comparativos que pudessem fornecer referência para os resultados encontrados. O ajuste do software GNU Radio, o procedimento de coleta de dados de simulação, e o script para geração de gráficos desenvolvidos, serve como base para avaliações futuras deste protocolo de IoT. Resultados preliminares indicaram discrepância da simulação com o esperado na literatura, revelando a necessidade de aprofundar o entendimento dos blocos utilizados na simulação.
id UFRGS-2_034ee39edef04a6231fcfd80a1ac70b4
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/235783
network_acronym_str UFRGS-2
network_name_str Repositório Institucional da UFRGS
repository_id_str
spelling Bertamoni, Natanael RissiMüller, Ivan2022-03-09T04:41:42Z2021http://hdl.handle.net/10183/235783001136770Os sistemas de comunicação LPWA, (do inglês, Low Power Wide Area), buscam atender a necessidade de transmissão de dados em longas distâncias com baixo consumo energético e com tolerância a altos valores de latência. O esquema de modulação LoRa vem ao encontro à essa necessidade e busca transmitir símbolos através de uma técnica de espalhamento de espectro utilizando modulação M-ária para faixas de frequências não licenciadas. Pelas características intrínsecas dos sistemas de grandes áreas de abrangência, quando não se emprega técnica de prevenção de colisão de pacotes, é comum que hajam colisões. Uma característica da modulação LoRa é a capacidade de autocoexistência por ortogonalidade de portadoras moduladas por diferentes transmissores, sincronizados ou não. Dessa forma, como as colisões podem gerar perda de informação, gasto energético adicional pela retransmissão de dados ou jamming não proposital, buscou-se realizar simulações que avaliam se a ortogonalidade gerada por diferentes fatores de espalhamento garantem que não haja interferência inter símbolos. Para isso, utilizando o GNU Radio com blocos disponibilizados pelo Laboratório de Telecomunicações da EPFL, que mapeiam todas operações em bit que a patente do LoRa usada como base menciona, bem como a modulação e demodulação, buscou-se simular e explorar trabalhos comparativos que pudessem fornecer referência para os resultados encontrados. O ajuste do software GNU Radio, o procedimento de coleta de dados de simulação, e o script para geração de gráficos desenvolvidos, serve como base para avaliações futuras deste protocolo de IoT. Resultados preliminares indicaram discrepância da simulação com o esperado na literatura, revelando a necessidade de aprofundar o entendimento dos blocos utilizados na simulação.Low Power Wide Area communication systems seek to meet the need for data transmission over long distances with low energy consumption and tolerance to high latency values. The LoRa modulation scheme meets this need and seeks to transmit symbols through a spread spectrum technique using M-ary modulation for unlicensed frequency bands. Due to the intrinsic characteristics of large coverage systems, when there is no package collision prevention system, it inevitably leads to collisions. A feature of LoRa modulation is the ability of self-coexistence by orthogonality of carriers modulated by different transmitters, synchronized or not. So, collisions can generate information loss, additional energy expenditure by data retransmission or unintentional jamming, we sought to carry out simulations that assess whether the orthogonality generated by different sampling factors ensure that there is no inter-symbol interference. For this, using GNU Radio with blocks made available by the EPFL Telecommunications Laboratory, which map all bit operations that the patent usade as base mentions, as well as modulation and demodulation, we sought to simulate and explore comparative works that could provide reference to the results found. The adjustmente of the GNURadio software, the simulation data collection procedure and the graph generation script developed are the basis for the future of this IOT protocol. Preliminary results indicated a discrepancy between the simulation and what was expected int the literature, revealing the need to deepen the knowledge of the blocks used in the simulation.application/pdfporRádio definido por softwareComunicação sem fioSoftware Defined RadioGNURadioLoRa modulationIoTAvaliação do esquema de modulação LoRa implementado em GNURadio e sintetizado em SDRinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulEscola de EngenhariaPorto Alegre, BR-RS2021Engenharia Elétricagraduaçãoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001136770.pdf.txt001136770.pdf.txtExtracted Texttext/plain65707http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/235783/2/001136770.pdf.txtac4187b907517e957cd3df12d3172b54MD52ORIGINAL001136770.pdfTexto completoapplication/pdf2683275http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/235783/1/001136770.pdf86d8110abad85a033dc533d4547b27dfMD5110183/2357832022-08-19 04:45:17.204313oai:www.lume.ufrgs.br:10183/235783Repositório de PublicaçõesPUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestopendoar:2022-08-19T07:45:17Repositório Institucional da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Avaliação do esquema de modulação LoRa implementado em GNURadio e sintetizado em SDR
title Avaliação do esquema de modulação LoRa implementado em GNURadio e sintetizado em SDR
spellingShingle Avaliação do esquema de modulação LoRa implementado em GNURadio e sintetizado em SDR
Bertamoni, Natanael Rissi
Rádio definido por software
Comunicação sem fio
Software Defined Radio
GNURadio
LoRa modulation
IoT
title_short Avaliação do esquema de modulação LoRa implementado em GNURadio e sintetizado em SDR
title_full Avaliação do esquema de modulação LoRa implementado em GNURadio e sintetizado em SDR
title_fullStr Avaliação do esquema de modulação LoRa implementado em GNURadio e sintetizado em SDR
title_full_unstemmed Avaliação do esquema de modulação LoRa implementado em GNURadio e sintetizado em SDR
title_sort Avaliação do esquema de modulação LoRa implementado em GNURadio e sintetizado em SDR
author Bertamoni, Natanael Rissi
author_facet Bertamoni, Natanael Rissi
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Bertamoni, Natanael Rissi
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Müller, Ivan
contributor_str_mv Müller, Ivan
dc.subject.por.fl_str_mv Rádio definido por software
Comunicação sem fio
topic Rádio definido por software
Comunicação sem fio
Software Defined Radio
GNURadio
LoRa modulation
IoT
dc.subject.eng.fl_str_mv Software Defined Radio
GNURadio
LoRa modulation
IoT
description Os sistemas de comunicação LPWA, (do inglês, Low Power Wide Area), buscam atender a necessidade de transmissão de dados em longas distâncias com baixo consumo energético e com tolerância a altos valores de latência. O esquema de modulação LoRa vem ao encontro à essa necessidade e busca transmitir símbolos através de uma técnica de espalhamento de espectro utilizando modulação M-ária para faixas de frequências não licenciadas. Pelas características intrínsecas dos sistemas de grandes áreas de abrangência, quando não se emprega técnica de prevenção de colisão de pacotes, é comum que hajam colisões. Uma característica da modulação LoRa é a capacidade de autocoexistência por ortogonalidade de portadoras moduladas por diferentes transmissores, sincronizados ou não. Dessa forma, como as colisões podem gerar perda de informação, gasto energético adicional pela retransmissão de dados ou jamming não proposital, buscou-se realizar simulações que avaliam se a ortogonalidade gerada por diferentes fatores de espalhamento garantem que não haja interferência inter símbolos. Para isso, utilizando o GNU Radio com blocos disponibilizados pelo Laboratório de Telecomunicações da EPFL, que mapeiam todas operações em bit que a patente do LoRa usada como base menciona, bem como a modulação e demodulação, buscou-se simular e explorar trabalhos comparativos que pudessem fornecer referência para os resultados encontrados. O ajuste do software GNU Radio, o procedimento de coleta de dados de simulação, e o script para geração de gráficos desenvolvidos, serve como base para avaliações futuras deste protocolo de IoT. Resultados preliminares indicaram discrepância da simulação com o esperado na literatura, revelando a necessidade de aprofundar o entendimento dos blocos utilizados na simulação.
publishDate 2021
dc.date.issued.fl_str_mv 2021
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2022-03-09T04:41:42Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/235783
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001136770
url http://hdl.handle.net/10183/235783
identifier_str_mv 001136770
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Repositório Institucional da UFRGS
collection Repositório Institucional da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/235783/2/001136770.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/235783/1/001136770.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv ac4187b907517e957cd3df12d3172b54
86d8110abad85a033dc533d4547b27df
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1801224623363194880