Estudio del comportamiento de la tecnología LoRa en entornos urbanos

Abstract

RESUMEN: Cada vez es más frecuente que las ciudades en las que vivimos se involucren en proyectos e iniciativas de Ciudades Inteligentes. Con este tipo de iniciativas se pretende, entre otros aspec-tos, lograr llegar a conocer con mayor detalle el estado de la ciudad y de los diferentes servicios públicos que se ofrecen en ella (p.ej. el estado del tráfico, la disponibilidad del aparcamiento, la calidad del agua o el tiempo estimado de llegada de un autobús a una parada). Para lograr llevarlas a cabo, el Internet de las Cosas (IoT, por sus siglas en inglés) es una de las tecnologías clave. Este paradigma aúna tanto tecnologías de sensores y actuadores que están embebidos en el entorno como tecnologías de comunicaciones para poder interconectar todos estos dispositivos o tecnologías de gestión de la información para poder procesar la enorme cantidad de datos que se generan. Santander es un ejemplo de Ciudad Inteligente y en ella se llevan desarrollando avances tecnológicos en el uso de la IoT como habilitadora de la ciudad inteligente, desde hace más de una década. Como se ha indicado, un aspecto fundamental en el desarrollo de este paradigma es el de las redes de comunicaciones que permiten interconectar los dispositivos desplegados por la ciudad y acceder a ellos y a la información que proveen. Recientemente, una nueva clase de redes, denominada Low Power Wide Area Networks (LP-WAN) están copando este rol. Entre ellas, las redes basadas en la tecnología LoRa (Long Range) son, posiblemente, las que están tomando más importancia en la actualidad. En este proyecto se ha acometido el estudio de esta tecnología y, en particular, del despliegue de ella en Santander. El objetivo es analizar con detalle el comportamiento y los principales parámetros de comportamiento de las comunicaciones basadas en esta tecnología. Además, evaluar la cobertura del actual despliegue de pasarelas de acceso que existe en Santander, se busca medir parámetros de rendimiento como la tasa binaria máxima y su dependencia de aspectos como la localización o el tamaño de las tramas transmitidas, así como la tasa de pérdidas en función de la ubicación.

ABSTRACT: It is increasingly common for the cities in which we live to get involved in Smart City projects and initiatives. With this type of initiative, the aim is, among other aspects, to get to know in greater detail the state of the city and the different public services offered in it (for example, the traffic status, the availability of parking places, the water quality or the estimated time of arrival of a bus at a stop). To achieve them, the Internet of Things (IoT) is one of the key technologies. This paradigm combines both sensor and actuator technologies, that are embedded in the environment, and communication technologies, to be able to interconnect all these devices, as well as information management technologies, to be able to process the enormous amount of data that is generated. Santander is an example of a Smart City and it has been developing technological advances in the use of the IoT as an enabler of the smart city for more than a decade. As it has been indicated, a fundamental aspect in the development of this paradigm is the availability of the communication networks allowing the interconnection of the devices deployed throughout the city and the access to them and to the information they provide. Recently, a new class of networks, so-called Low Power Wide Area Networks (LP-WAN) are taking over this role. Among them, the networks based on LoRa (Long Range) technology are possibly the ones that are becoming more important today. This project has undertaken the study of this technology and, in particular, its deployment in Santander. The objective is to analyze in detail the behavior and the main behavioral parameters of communications based on this technology. In addition to evaluating the coverage of the current deployment of access gateways that exists in Santander, it aims at performing measurement campaigns to assess performance parameters such as the maximum binary rate and its dependence on aspects such as the location or size of the transmitted frames, as well as the packet error rate as a function of the location.