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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3392| Evaluación de estrategias distribuidas para el despliegue de redes LPWAN multisalto Evaluation of distributed strategies for the deployment of multi-hop LPWAN networks | |
| Javier Alejandro Cortes Ponce | |
| Gabriel Alejandro Galaviz Mosqueda ALDO ELEAZAR PEREZ RAMOS | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| LPWAN, Multisalto, Control de topología, red inalámbrica de sensores (WSN), OMNeT++ LPWAN, Multi-hop, Topology Control, Wireless Sensor Network(WSN), OMNeT++ | |
| Los avances en tecnologías de sensores, sistemas embebidos, comunicaciones inalámbricas, computación en la nube, entre otras, propiciaron el surgimiento del “internet de las cosas” (IoT). Con este nuevo modelo de comunicación, también surgieron aplicaciones del IoT que demandan el monitoreo continuo de variables urbanas y/o ambientales dentro de áreas geográficas extensas. Tradicionalmente, este tipo de aplicaciones han sido atendidas mediante arquitecturas de redes de sensores multi-salto (WSN) empleando tecnologías inalámbricas de corto alcance. No obstante, este enfoque, requiere un número considerable de dispositivos IoT para cubrir estas áreas, lo cual incrementa la complejidad, costo y consumo de energía de la red. Las Redes Inalámbricas de Área Amplia y de Baja Potencia (LPWAN) emergen como una tecnología prometedora que busca atender las necesidades de comunicación de largo alcance, baja complejidad y bajo consumo de las aplicaciones IoT. Estas también se caracterizan por emplear en la mayoría de sus implementaciones topologías de red en estrella. Por lo regular, en estas topologías los dispositivos finales transmiten con niveles de potencia elevados para asegurar la entrega de sus datos, esto también provoca un elevado consumo de energía de la red. En los últimos años, se propuso la implementación de topologías de red multisalto en LPWAN para ahorrar energía en los dispositivos finales, no obstante, la formación de las topologías multisalto en LPWAN no es una tarea trivial, por lo que se mantiene como un tema de investigación abierto. En este trabajo se investigaron, implementaron y evaluaron estrategias de control de topología distribuidas para el despliegue de redes LPWAN multisalto. Se diseñó e implementó en OMNET++ una cama de pruebas LPWAN-LoRa multisalto, la cual fue utilizada para evaluar las estrategias de control de topología en términos de consumo de energía y eficiencia de red. Los resultados obtenidos muestran que es factible implementar dichas estrategias en redes LoRa multisalto mostrando un gasto energético menor a la topología tradicional en escenarios con pocos saltos. Sin embargo, existe un compromiso al considerar la cantidad de saltos de los paquetes en este tipo de redes, puesto que un mayor número de retransmisiones incrementa el consumo de energía. Advances in sensor technologies, embedded systems, wireless communications, cloud computing, among others, led to the emergence of the “internet of things” (IoT). With this new communication model, IoT applications that demand the continuous monitoring of urban and/or environmental variables over large geographic areas are also emerged. Traditionally, these types of applications have been covered by multi-hop sensor network (WSN) architectures, which use short-range wireless technologies to establish communication links. However, this approach needs a considerable number of IoT devices to cover these areas, increasing the complexity, costs, and energy consumption of the whole network. Low Power and Wide Area Network (LPWAN) emerge as a promising technology that seeks to fulfill IoT needs such as long-range, low-complexity, and low-power communications. LPWAN are also known for using star network topologies in most of implementations. Typically, in these topologies the end devices transmit with high power levels to ensure the delivery of their data, this also causes a high energy consumption of whole network. In recent years, the implementation of multi-hop network topologies in LPWAN has been proposed to save energy on end devices. However, the topology formation in multi-hop LPWAN is not a trivial task and it remains as open research topic. In this thesis, it has been investigated, implemented, and evaluated distributed topology control strategies for the deployment of multi-hop LPWAN networks. In order to perform our evaluations, a multi-hop LPWAN-LoRa test-bed was designed and implemented in OMNET++. Topology control strategies were evaluated in terms of power consumption and network efficiency. The results obtained show that it is feasible to implement these strategies in multi-hop LoRa networks showing lower energy consumption than traditional topology with few hops. However, there is a trade-off when considering the number of packet hops in this type of network, since a higher number of retransmissions increase the power consumption | |
| CICESE | |
| 2020 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Cortes Ponce, J.A. 2020. Evaluación de estrategias distribuidas para el despliegue de redes LPWAN multisalto. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 90 pp. | |
| ELECTRÓNICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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| tesis_Javier Alejandro Cortes Ponce_02 dic 2020.PDF | Versión completa de la tesis | 2.98 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |