Implementação de uma rede IoT LoRaWAN para integração com o núcleo 5G

  • Cláudio da Silva P. Júnior Universidade Federal de Goiás
  • Rogério S. Silva Universidade Federal de Goiás / Instituto Federal de Goiás
  • Samuel Wanberg Universidade Federal de Goiás
  • Kléber V. Cardoso Universidade Federal de Goiás
  • Antônio Oliveira-Jr Universidade Federal de Goiás / Fraunhofer Portugal AICOS

Resumo


Integração de redes IoT LoRaWAN com o sistema 5G visa maximizar as possibilidades de expansão de cobertura da conectividade das redes sem fio a fim de minimizar lacunas existentes no Brasil em decorrência da sua vasta extensão territorial que causa um baixo nível de conectividades de áreas remotas. Este trabalho apresenta uma implementação de uma rede IoT LoRaWAN utilizando o ChirpStack para integração com o núcleo 5G. São apresentados casos de uso de um ambiente simulado, ambiente real e um ambiente completo utilizando o grafana para métricas em dashboard.

Referências

3GPP (2020). 3rd generation partnership project (3gpp). https://www.3gpp.org/.

Brocaar, O. (2019). Chirpstack simulator. https://github.com/brocaar/chirpstack-simulator.

Cardoso, K. V., Both, C. B., Oliveira-Jr, A. C., Nery, S. W. L., and Silva, R. S. (2021a). my5G-core. https://github.com/my5G/my5G-core.

Cardoso, K. V., Both, C. B., Oliveira-Jr, A. C., Nery, S. W. L., and Silva, R. S. (2021b). my5G Initiative. https://my5g.github.io/.

ChirpStack (2019). Chirpstack open-source lorawan network server. https://www.chirpstack.io/.

Google (2021). The go project. https://golang.org/.

GrafanaLabs (2021). Grafana stack. https://grafana.com/.

Gómez, I. (2021). Lora device simulator (lds). https://github.com/iegomez/lds.

Hedman, P., Frid, L., Rommer, S., Olsson, M., Sultana, S., and Mulligan, C. (2019). 5G Core Networks: Powering Digitization. Elsevier Science & Technology.

Influxdata (2021). Influxdb oss v1.8. https://docs.influxdata.com/influxdb/v1.8/.

Kodheli, O., Lagunas, E., Maturo, N., Sharma, S. K., Shankar, B., Montoya, J. F. M., Duncan, J. C. M., Spano, D., Chatzinotas, S., Kisseleff, S., Querol, J., Lei, L., Vu, T. X., and Goussetis, G. (2021). Satellite communications in the new space era: A survey and future challenges. IEEE Communications Surveys Tutorials, 23(1):70–109.

LoRa (2021). Lora alliance. https://lora-alliance.org/.

Mendes, L. L., Moreno, C. S., Marquezini, M. V., Cavalcante, A. M., Neuhaus, P., Seki, J., Aniceto, N. F. T., Karvonen, H., Vidal, I., Valera, F., Barreto, P. A. S. M., Caetano, M. F., Dias, W. D., and Fettweis, G. (2020). Enhanced remote areas communications: The missing scenario for 5g and beyond 5g networks. IEEE Access, 8:219859–219880.

Mikhaylov, K., Stusek, M., Masek, P., Petrov, V., Petajajarvi, J., Andreev, S., Pokorny, J., Hosek, J., Pouttu, A., and Koucheryavy, Y. (2018). Multirat lpwan in smart cities: Trial of lorawan and nb-iot integration. In 2018 IEEE International Conference on Communications (ICC), pages 1–6.

Navarro-Ortiz, J., Sendra, S., Ameigeiras, P., and Lopez-Soler, J. M. (2018). Integra-tion of lorawan and 4g/5g for the industrial internet of things. IEEE Communications Magazine, 56(2):60–67.

OASIS (2021). OASIS Standard - MQTT Version 5.0. https://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/mqtt-v5.0.html.

Pope, M. (2018). System architecture for the 5gs. Technical Report 3GPP TS23.501 V15.2.0, 3rd Generation Partnership Project-3GPP, Sophia Antipolis CEDEX, France. https://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/23_series/23.501/.

Raza, U., Kulkarni, P., and Sooriyabandara, M. (2017). Low power wide area networks: An overview. IEEE Communications Surveys Tutorials, 19(2):855–873.

Rumana, Y., Petajäjärvi, J., Mikhaylov, K., and Pouttu, A. (2017). On the integration of lorawan with the 5g test network. In 2017 IEEE 28th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC), pages 1–6.

Semtech (2021). What are lora and lorawan? [link].

Sigfox (2021). Sigfox.com. https://www.sigfox.com/en.

Silva, J. P. L., Nery, S. W. L., Silva, R., Oliveira-Jr, A. C., Cardoso, K. V., and Both, C. B. (2021). Entendendo o núcleo 5g na prática, através de uma implementação de código aberto. In SBRT 2020: Livro de Minicursos, chapter 1. Instituto Federal de Ensino, Ciência e Tecnologia da Paraíba – IFPB, Florianopolis-SC.
Publicado
25/10/2021
Como Citar

Selecione um Formato
P. JÚNIOR, Cláudio da Silva; SILVA, Rogério S.; WANBERG, Samuel; CARDOSO, Kléber V.; OLIVEIRA-JR, Antônio. Implementação de uma rede IoT LoRaWAN para integração com o núcleo 5G. In: ESCOLA REGIONAL DE INFORMÁTICA DE GOIÁS (ERI-GO), 9. , 2021, Evento Online. Anais [...]. Porto Alegre: Sociedade Brasileira de Computação, 2021 . p. 185-194. DOI: https://doi.org/10.5753/erigo.2021.18443.