Banca de QUALIFICAÇÃO: FERNANDO SIMPLICIO DE SOUSA

Uma banca de QUALIFICAÇÃO de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
STUDENT : FERNANDO SIMPLICIO DE SOUSA
DATE: 23/08/2024
TIME: 09:00
LOCAL: Remoto
TITLE:

Protocolos MAC Multicanais para o Uplink de LoRaWAN Massivas

PAGES: 152
BIG AREA: Engenharias
AREA: Engenharia Elétrica
SUBÁREA: Telecomunicações
SPECIALTY: Sistemas deTelecomunicações
SUMMARY:

A LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) é uma solução inovadora e madura para comunicações de longo alcance, voltada para a IoT (Internet of Things). Promovida pela LoRa Alliance, destaca-se pela eficiência energética e resiliência ao ruído, graças à tecnologia LoRa. Utilizando o protocolo P-ALOHA (pure ALOHA), um método de acesso aleatório ao canal, a LoRaWAN permite que os dispositivos transmitam dados sempre que necessário, sem qualquer coordenação ou agendamento. No entanto, a transmissão de sinais no mesmo canal, usando o agendamento baseado em P-ALOHA causará uma série de sobreposições e interferências de sinal, reduzindo significativamente a estabilidade do link e a qualidade do serviço. Consequentemente, a perda de pacotes devido a colisões de canal é o principal fator limitante da escalabilidade da LoRaWAN. Essas desvantagens destacam a importância de uma avaliação sistemática de protocolos de acesso ao meio mais eficientes em cenários massivos de LoRaWAN. Muitos protocolos de operação MAC (Media Access Control), como o NP-CSMA (Non-Persistent Carrier Sense Multiple Access) e o LMAC-2 (Lightweight Medium Access Control 2), que utilizam o mecanismo LBT (Listen Before Talk), foram propostos para aumentar a escalabilidade da LoRaWAN. Para maximizar o desempenho de uplink em cenários massivos de LoRaWAN, é proposta aqui uma modificação do protocolo NP-CSMA para LoRaWAN, a fim de aumentar a taxa de transferência e reduzir as colisões. Diferentemente do esquema CSMA usado em topologias de rede local sem fio de canal único compartilhado (WLAN/WSN), o protocolo MNP-CSMA (Modified Non-Persistent CSMA) opera em múltiplos canais. Adicionalmente, uma versão progressivamente inovadora do LMAC-2 (Lightweight Medium Access Control 2) também é proposta. Esta pesquisa avalia sistematicamente, por meio de simulações, o desempenho dos protocolos P-ALOHA, MNP-CSMA e MLMAC-2 (Modified LMAC-2) em cenários de LoRaWAN massivas. A taxa de dados, taxa de colisão, atraso e consumo de energia de cada protocolo MAC são observados. Os resultados destacam a superioridade do MLMAC-2 sobre o MNP-CSMA e o P-ALOHA em todas as métricas avaliadas, demonstrando sua eficiência na mitigação de colisões e gestão de tráfego em cenários de LoRaWAN massivas. Além disso, o MLMAC-2 reduziu significativamente o custo de energia por bit transmitido em até 3,3 vezes para SF 7 e 2,9 vezes para SF 12 em comparação com o LMAC-2, aumentando a eficiência da LoRaWAN.

 

COMMITTEE MEMBERS:
Presidente - Interno ao Programa - 1545701 - IVAN ROBERTO SANTANA CASELLA
Membro Titular - Examinador(a) Interno ao Programa - 2286312 - JOEL DAVID MELO TRUJILLO
Membro Titular - Examinador(a) Externo ao Programa - 1603840 - JOAO HENRIQUE KLEINSCHMIDT
Membro Suplente - Examinador(a) Interno ao Programa - 1907748 - ALFEU JOAOZINHO SGUAREZI FILHO
Membro Suplente - Examinador(a) Externo ao Programa - 1761107 - RICARDO SUYAMA