LoRaWAN kablosuz iletişim protokolünün incelenmesi ve bir IoT uygulaması

LoRa (Long Range), chirp spread-spectrum (CSS) tekniğine dayanan patentli bir modülasyon şemasıdır. Bu teknik, günümüzün önde gelen düşük güç alanlı (LPWA) teknolojilerinden biri olan LoRaWAN'ın fiziksel katmanında uygulanmaktadır. LoRa'nın en önemli özelliği, düşük veri hızı ve düşük enerji tüketiminin yanı sıra uzun menzilli iletişimi sağlayabilmesidir. Bu tez çalışması, LoRa'nın farklı ortamlardaki performansına odaklanmaktadır. Bu performans testleri için iki farklı uygulama yapılmıştır; birincisi fiziksel uygulama ve ikincisi simülasyon uygulaması. Fiziksel uygulama için her ne kadar doğal olarak dış mekân performansına daha fazla dikkat edilse de, bu çalışma LoRa'nın iç mekan performansını da gözlemliyor. Dış mekân test yerleri kentsel alanlar, ağaçlı rekreasyon alanları ve iyi bir Fresnel Sahası olan yüksek tepelerdir. İç mekân ölçümleri iki ortamda yapılmıştır. İlki çok katlı bir binadır. İkincisi, dar kesitli bir tünel ortamıdır. Her test ortamı için farklı yayılım faktörü ve iletim gücü seçilerek paket teslim oranı (PDR), RSSI ve SNR değerleri gözlenip sonuçları tartışılmıştır. Simülasyon uygulaması için de seçilen propagasyon modeline göre hem dış mekân hem de iç mekân ortamlarının farklı konumlar ya da uzaklıklar seçilerek performans testleri yapılmaktadır. Performans testleri için Opnet Modeler simülasyon aracının kütüphanesinde henüz bulunmayan LoRaWAN uç cihazı, ağ geçidi, ağ sunucusu, katılım sunucusu ve uygulama sunucusunun modellemesi yapılarak ve her bir konum için farklı yayılım faktörü, yol kaybı katsayısı ve iletim gücü seçilerek PDR, RSSI ve SNR performans ölçütleri değerlendirilip analizi yapılıp sonuçları tartışılmıştır.