Οι τεχνολογίες LoraWan και Narrow-Band ΙοΤ στο Διαδίκτυο των αντικειμένων

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία θα ασχοληθούμε με τα πρωτόκολλα LoraWAN και Narrow – Band IoT. Αφού θα αναφερθούμε σε κάποια εισαγωγικά – θεωρητικά στοιχεία στη συνέχεια θα επικεντρωθούμε στις τεχνικές λεπτομέρειες και προσομοίωση του LoraWAN και Narrow – Band ΙοΤ . Στο πρώτο κεφάλαιο της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας γίνεται αναφορά στο Διαδίκτυο των Πραγμάτων (Internet of Things, IoT). Δίνονται οι ορισμοί, ποια μοντέλα χρησιμοποιεί και αναφερόμαστε στις σύγχρονες εφαρμογές του. Στο δεύτερο και τρίτο κεφάλαιο της παρούσας διπλωματικής εργασίας γίνεται αναφορά στο πρωτόκολλο LoraWAN και Narrow - Band όσο αφoρά τις βασικές λειτουργίες τους. Μία αναλυτική περιγραφή της αρχιτεκτονικής που χρησιμοποιούν, τα επίπεδα του OSI που χρησιμοποιούν, τις διάφορες κατηγορίες των συσκευών που υπάρχουν, τις κλάσεις τους και κάποια άλλα τεχνικά χαρακτηριστικά. Στο τέταρτο κεφάλαιο αναφερόμαστε στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του LoRa και του NarrowBand IoT, όπου παρουσιάζεται μια σύγκριση μεταξύ τους. Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την επιλογή της πιο κατάλληλης τεχνολογίας. Οι παράγοντες αυτοί παρουσιάζονται στο συγκεκριμένο κεφάλαιο. Στο πέμπτο κεφάλαιο θα ασχοληθούμε με την σύγκριση των αποτελεσμάτων προσομοίωσης του LoRa για το Internet of Things και του Narrow-Band για το Internet of Things (NB-IoT) σε προγραμματιστικό περιβάλλον Matlab. Σκοπός λοιπόν της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη και η σύγκριση δύο τεχνολογικών συστημάτων του LoRa για το IοΤ και του Narrow-Band για το IοΤ (NB-IoT) προσομοιώνοντας τα σε προγραμματιστικό περιβάλλον του Matlab. Τα αποτελέσματα της προσομοίωσης θα είναι ο ρυθμός εσφαλμένων bit (BER) σε σχέση με το σηματοθορυβικό λόγο (SNR). Αυτό που θέλουμε να πετύχουμε είναι να δούμε ποιο από αυτά τα δύο συστήματα είναι προτιμότερο και ποιο καλύτερο για συσκευές IoT.

In this MSc dissertation we will study the LoraWAN and Narrow-Band IoT protocols. In the beginning we will present some theoretical elements, then we will focus on the technical details and simulation of LoraWAN and Narrow - Band IoT. In the first chapter, reference is made to the Internet of Things (IoT). The definitions, the used models and some modern applications are presented. In the second and third chapters, reference is made to the LoraWAN and Narrow-Band protocols regarding their basic functions. A detailed description of the architecture they use, the OSI layers they use, the various categories of devices that exist, their classes and some other technical characteristics. In the fourth chapter we analyze to the qualitative characteristics of LoRa and Narrow-Band IoT, where a comparison between them is presented. There are many factors to consider when choosing the most appropriate technology. These factors are presented in the specific chapter. In the fifth chapter we will deal with the comparison of the simulation results of LoRa for the Internet of Things and Narrow-Band for the Internet of Things (NB-IoT) in a Matlab programming environment. Furthermore, the purpose of this thesis is to study and compare two wireless systems -LoRa for IoT and Narrow-Band for IoT (NB-IoT)- by simulating them in a Matlab programming environment. The results of the simulation will be the bit error rate (BER) versus the signal-tonoise ratio (SNR). The goal of this MSc thesis is to find out which of the two protocols is a better fit for IoT devices.