CBL - Campus del Baix Llobregat

Projecte llegit

Títol: Estudi i avaluació de la tecnologia LR-FHSS

Estudiants que han llegit aquest projecte:

Director/a: GÓMEZ MONTENEGRO, CARLES

Departament: ENTEL

Títol: Estudi i avaluació de la tecnologia LR-FHSS

Data inici oferta: 28-06-2023     Data finalització oferta: 28-02-2024


Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG SIS TELECOMUN
    GR ENG TELEMÀTICA
Tipus: Individual
 
Lloc de realització: EETAC
 
Segon director/a (UPC): SÁNCHEZ VITAL, ROGER
 
Paraules clau:
Internet of Things, IoT, LoRa, LPWAN, LR-FHSS
 
Descripció del contingut i pla d'activitats:
Amb l'explosió actual en el número de dispositius i aplicacions per a la Internet de les Coses, apareixen també múltiples alternatives per a solucionar la seva connectivitat. Protocols com LoRaWAN, Sigfox, NB-IoT són alternatives força conegudes per al cas concret de les xarxes IoT de gran abast o LPWAN. Un dels darrers desenvolupaments és el de la tecnologia Long Range Frequency Hopping Spread Spectrum o LR-FHSS, una nova extensió de la capa física de LoRa que ha de millorar el seu abast i rendiment en entorns amb més interferència.

Aquest projecte pretén, d'una banda, entendre els mecanismes de LR-FHSS per mitjà de l'estudi de les seves especificacions i, d'altra banda, posar a prova i caracteritzar el seu rendiment mitjançant mesures amb dispositius comercials. Per tant, l'estudiant començarà amb tasques de documentació i estudi sobre l'estat de l'art d'aquesta tecnologia. Un cop superada aquesta fase, l'estudiant dissenyarà i implementarà els escenaris amb dispositius disponibles comercialment que permetin l'avaluació de diferents característiques de la tecnologia com el consum dels dispositius, la cobertura, la capacitat, etc.
 
Overview (resum en anglès):
The Internet of Things (IoT) has emerged as one of the most revolutionary technologies of
the last decades. It has transformed the networking paradigm, pushing existing commu-
nication technologies such as cellular networks and Wi-Fi to their limits and necessitating
their adaptation. Additionally, IoT has introduced new standards, notably those as low
power and short link range, or those categorized as Low Power Wide Area Networks (LP-
WANs).
Among the technologies within LPWANs, this project focuses on the technique Long-
Range - Frequency Hopping Spread Spectrum (LR-FHSS), a physical layer extension of
the well-known LoRaWAN protocol. LR-FHSS leverages frequency hopping techniques to
achieve wider link range, at low bit rates and low power consumption.
The primary focus of this study is on the low-power characteristics of LR-FHSS, with a
comprehensive analysis of the energy consumption of end-devices during network trans-
missions. This parameter is crucial in long-range IoT scenarios, particularly for use cases
where end-devices lack access to a wired power supply and rely on batteries that need
to last for years without replacement or recharging. Additionally, we will demonstrate the
deployment of the network with all the elements involved in the communications, which
remains a complex task in the current landscape.
Our study involves laboratory measurements and supplementary calculations using spe-
cific equations to determine parameters under various configurations and calculate the
average current consumption. Subsequently, these values will be used to calculate and
analyze the battery lifetime of the end-device and the energy cost of data transmission,
where the results are presented in graphs comparing the data rates of LR-FHSS and with
some of LoRa, the default physical layer protocol of LoRaWAN.

© CBLTIC Campus del Baix Llobregat - UPC