Analiza eficienței energetice a tehnologiei de rețea LoRaWan pentru diverse aplicații

Abstract

Problematica studiului: Analiza eficienței energetice a tehnologiilor de rețea în funcție de condițiile de transmisie a datelor. Scopul lucrării: Analiza tehnologiei de rețea LoRaWan eficientă din punct de vedere energetic, ținând cont de echipamentul selectat pentru această tehnologie. Obiectivele: Analiza proiectelor LPWAN existente; Cercetarea arhitecturii și claselor dispozitivelor LoRaWan; Examinarea particularităților modulației utilizate în LoRaWan; Studiul particularităților de aplicare a vitezei adaptive a datelor în LoRaWan; Calculul consumul de energie al dispozitivelor LoRaWan; Determinarea nivelurile de atenuare și raporturile semnal-zgomot în timpul transmiterii de date în sistem LoRaWan. Metode aplicate: Analiza analitică a eficienței energetice a tehnologiilor de rețea. Rezultatele obținute: Consumul de energie al dispozitivelor LoRaWan a fost calculat. Nivelurile de atenuare necesare și raportul semnal-zgomot pentru transmisia de date în rețelele LoRaWan sunt determinate în funcție de modelul selectat al mediului de propagare a undelor radio: model de spațiu liber, model cu două fascicule și model de umbrire. Se arată că consumul de energie al dispozitivelor LoRaWan selectate depinde de modurile de funcționare ale modulelor, consumul mediu de curent a fost de 28,1 µkA, ceea ce confirmă eficiența energetică ridicată a acestor dispositive.

Research problem: Analysis of energy efficiency of network technologies depending on data transmission conditions. Thesis purpose: Analysis of energy-efficient LoRaWan network technology, taking into account the equipment selected for this technology. Objectives: Analyze existing LPWAN projects; Study the architecture and classes of LoRaWan devices; Examine the features of modulation used in LoRaWan; Determine peculiarities of using adaptive data rate in LoRaWan; Calculate the power consumption of LoRaWan devices; Determine the attenuation levels and signal-to-noise ratios when transmitting data in the LoRaWan system. Applied methods: Analytical analysis of the energy efficiency of network technologies. The obtained results: The power consumption of LoRaWan devices has been calculated. The required attenuation levels and signal-to-noise ratio for data transmission in LoRaWan networks are determined by the selected model of the radio wave propagation medium: free space model, two-beam model, and shadow model. It is shown that the power consumption of the selected LoRaWan devices depends on the operating modes of the modules, the average current consumption was 28.1 µkA, which confirms the high energy efficiency of these devices.