Em Busca de um Algoritmo de Retransmissão em Redes LoRaWAN
Abstract
The LoRaWAN wireless and long-distance communication network has been widely adopted to provide connectivity to objects located both in urban centers and in more remote locations. However, the LoRaWAN standard does not present an algorithm to retransmit lost packets, despite having flags that allow an object to request the server to confirm the receipt of packets. This work proposes an algorithm named CR-LoRaWAN to manage packet retransmission in LoRaWAN networks. Considering a moving object tracking scenario, the proposed algorithm was evaluated in simulation models as well as implementation in a tracking device. The results show the efficiency of the proposed algorithm when comparing it to a strategy where there is no confirmation.
References
Bardyn, J., Melly, T., Seller, O., and Sornin, N. (2016). Iot: The era of lpwan is starting now. In ESSCIRC, pages 25–30.
Beltramelli, L., Mahmood, A., Osterberg, P., and Gidlund, M. (2020). LoRa beyond ALOHA: An investigation of alternative random access protocols. IEEE Transactions on Industrial Informatics, pages 1–1.
Centenaro, M., Vangelista, L., Zanella, A., and Zorzi, M. (2016). Long-range communications in unlicensed bands: the rising stars in the iot and smart city scenarios. IEEE Wireless Communications, 23(5):60–67.
da Silva, M., de Souza, J., Almeida, T., Álvaro Souza, Spanhol, F., and Camargo, E. (2020). Avaliação de dispositivos de rastreamento em uma rede lorawan no contexto de cidades inteligentes. In Anais do IV Workshop de Computação Urbana, pages 1–14, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Ferreira, A., Molano, F., Costa, L., Foubert, B., Amadou, I., and Mitton, N. (2020). A study of the lora signal propagation in forest, urban, and suburban environments. Annals of Telecommunications.
Guibene, W., Nowack, J., Chalikias, N., Fitzgibbon, K., Kelly, M., and Prendergast, D. (2017). Evaluation of lpwan technologies for smart cities: River monitoring use-case. In IEEE WCNCW, pages 1–5.
Jacobson, V. (1988). Congestion avoidance and control. In Symposium Proceedings on Communications Architectures and Protocols, SIGCOMM, pages 314–329, New York, NY, USA. ACM.
Johnston, S. J., Basford, P. J., Bulot, F. M. J., Apetroaie-Cristea, M., Easton, N. H. C., Davenport, C., Foster, G. L., Loxham, M., Morris, A. K. R., and Cox, S. J. (2019). City scale particulate matter monitoring using lorawan based air quality iot devices. Sensors, 19(1).
LoRa Alliance (2017). LoRaWAN™ 1.1 specification. LoRa Alliance, Beaverton, Oregon, Estados Unidos.
Magrin, D. (2016). Network level performances of a lora system. Master’s thesis, Università degli Studi di Padova, Pádua. Orientador: Lorenzo Vangelista.
nsnam (2021). ns3: Network Simulator. nsnam.
Pastório, A., Rodrigues, L., and de Camargo, E. (2020). Uma revisão sistemática da literatura sobre tolerância a falhas em internet das coisas. In Anais Estendidos do X Simpósio Brasileiro de Engenharia de Sistemas Computacionais, pages 57–64, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Rajkumar, M. N., Abinaya, S., and Kumar, V. V. (2017).
Intelligent irrigation system - an iot based approach. In 2017 International Conference on Innovations in Green Energy and Healthcare Technologies (IGEHT), pages 1–5.
Rappaport, T. S. (2009). Comunicações sem fio, Princípios e Práticas. Person Prentice Hall, São Paulo, SP.
Rossato, J., Spanhol, F., and Camargo, E. (2020). Implantação e avaliação de uma rede sem-fio de longo alcance e baixa potência para cidades inteligentes. In Anais do IV Workshop de Computação Urbana, pages 192–205, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Semtech Corporation (2015). AN1200.22 LoRa Modulation Basics. Semtech.
Tzounis, A., Katsoulas, N., Bartzanas, T., and Kittas, C. (2017). Internet of things in agriculture, recent advances and future challenges. Biosystems Engineering, 164:31–48.
Beltramelli, L., Mahmood, A., Osterberg, P., and Gidlund, M. (2020). LoRa beyond ALOHA: An investigation of alternative random access protocols. IEEE Transactions on Industrial Informatics, pages 1–1.
Centenaro, M., Vangelista, L., Zanella, A., and Zorzi, M. (2016). Long-range communications in unlicensed bands: the rising stars in the iot and smart city scenarios. IEEE Wireless Communications, 23(5):60–67.
da Silva, M., de Souza, J., Almeida, T., Álvaro Souza, Spanhol, F., and Camargo, E. (2020). Avaliação de dispositivos de rastreamento em uma rede lorawan no contexto de cidades inteligentes. In Anais do IV Workshop de Computação Urbana, pages 1–14, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Ferreira, A., Molano, F., Costa, L., Foubert, B., Amadou, I., and Mitton, N. (2020). A study of the lora signal propagation in forest, urban, and suburban environments. Annals of Telecommunications.
Guibene, W., Nowack, J., Chalikias, N., Fitzgibbon, K., Kelly, M., and Prendergast, D. (2017). Evaluation of lpwan technologies for smart cities: River monitoring use-case. In IEEE WCNCW, pages 1–5.
Jacobson, V. (1988). Congestion avoidance and control. In Symposium Proceedings on Communications Architectures and Protocols, SIGCOMM, pages 314–329, New York, NY, USA. ACM.
Johnston, S. J., Basford, P. J., Bulot, F. M. J., Apetroaie-Cristea, M., Easton, N. H. C., Davenport, C., Foster, G. L., Loxham, M., Morris, A. K. R., and Cox, S. J. (2019). City scale particulate matter monitoring using lorawan based air quality iot devices. Sensors, 19(1).
LoRa Alliance (2017). LoRaWAN™ 1.1 specification. LoRa Alliance, Beaverton, Oregon, Estados Unidos.
Magrin, D. (2016). Network level performances of a lora system. Master’s thesis, Università degli Studi di Padova, Pádua. Orientador: Lorenzo Vangelista.
nsnam (2021). ns3: Network Simulator. nsnam.
Pastório, A., Rodrigues, L., and de Camargo, E. (2020). Uma revisão sistemática da literatura sobre tolerância a falhas em internet das coisas. In Anais Estendidos do X Simpósio Brasileiro de Engenharia de Sistemas Computacionais, pages 57–64, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Rajkumar, M. N., Abinaya, S., and Kumar, V. V. (2017).
Intelligent irrigation system - an iot based approach. In 2017 International Conference on Innovations in Green Energy and Healthcare Technologies (IGEHT), pages 1–5.
Rappaport, T. S. (2009). Comunicações sem fio, Princípios e Práticas. Person Prentice Hall, São Paulo, SP.
Rossato, J., Spanhol, F., and Camargo, E. (2020). Implantação e avaliação de uma rede sem-fio de longo alcance e baixa potência para cidades inteligentes. In Anais do IV Workshop de Computação Urbana, pages 192–205, Porto Alegre, RS, Brasil. SBC.
Semtech Corporation (2015). AN1200.22 LoRa Modulation Basics. Semtech.
Tzounis, A., Katsoulas, N., Bartzanas, T., and Kittas, C. (2017). Internet of things in agriculture, recent advances and future challenges. Biosystems Engineering, 164:31–48.
Published
2021-08-16
How to Cite
ALMEIDA, Thiago Vinney Oliveira; PASTÓRIO, João Pedro; SOUZA, Álvaro R. C.; SPANHOL, Fabio A.; CAMARGO, Edson T. de.
Em Busca de um Algoritmo de Retransmissão em Redes LoRaWAN. In: URBAN COMPUTING WORKSHOP (COURB), 5. , 2021, Uberlândia.
Anais [...].
Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação,
2021
.
p. 70-83.
ISSN 2595-2706.
DOI: https://doi.org/10.5753/courb.2021.17105.
