https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19696| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| khalidusman.pdf | PDF/A | 4.7 MB | Adobe PDF | View/Open | 
| Type: | Dissertação | 
| Title: | A Weighted Moving Average adaptive technique for LoRa-based networks | 
| Author: | Usman, Khalid | 
| First Advisor: | Oliveira, André Luiz de | 
| Referee Member: | Vieira, Alex Borges | 
| Referee Member: | Menezes, Gleiph Ghiotto de Lima de | 
| Referee Member: | Branco, Kalinka Regina Lucas Jaquie Castelo | 
| Resumo: | O surgimento da tecnologia da Internet das Coisas (IoT) com uma ampla gama de aplicações inovadoras, como cidades e casas inteligentes, exige a dependência da comunicação sem fio para coletar e transmitir grandes quantidades de dados. Os recentes avanços na tecnologia sem fio, como as redes de área ampla de baixa potência (LPWAN) e os protocolos de comunicação sub-GHz, como o LoRaWAN, oferecem uma solução eficaz para a conectividade de longo alcance entre dispositivos de IoT com baixo consumo de energia e custos de implantação reduzidos. Embora a tecnologia de modulação LoRaWAN permita adaptar as transmissões com base em parâmetros, por exemplo, a relação sinalruído (SNR), à medida que a adoção da tecnologia de comunicação em um determinado espectro de frequência aumenta, a disputa do meio de transmissão e a intensidade da interferência também aumentam. O conceito de Rádio Cognitivo (CR) suporta o ajuste dinâmico dos parâmetros da rede LoRa para mitigar a interferência e o congestionamento da rede. Neste trabalho, é proposta a técnica Weighted Moving Average (WMA) para reduzir o congestionamento de redes de dispositivos IoT que utizam o protocolo LoRa, por meio da melhoria do SNR, minimizando a perda de pacotes. Um experimento controlado foi conduzido em um ambiente de teste de rede de uma universidade para avaliar a viabilidade da técnica de modulação WMA proposta. Os resultados demonstraram que WMA reduziu em 5.65% o tempo de reconfiguração da rede e melhorou em 39.09% o SNR em comparação com Sliding Change e LR-ADR (Long-Range Adaptive Data Rate). | 
| Abstract: | The rise of Internet of Things (IoT) with a wide range of innovative applications such as autonomous vehicles, smart cities, and smart homes demands reliance on wireless communication to collect and transmit a massive amount of data. Recent advances in wireless technology, such as Low-Power Wide Area Networks (LPWAN) and Sub-GHz communication protocols (e.g., LoRaWAN) have been demonstrated to be effective in supporting long-range (LoRa) connectivity between IoT devices with low power consumption and reduced deployment costs. Although LoRaWAN signal modulation enables adapting transmissions based on parameters (e.g., Signal to Noise Ratio - SNR), as the adoption of the communication technology in a given frequency spectrum increases, the transmission medium dispute and interference also increase. The Cognitive Radio (CR) supports the dynamic adjustment of LoRa network parameters to mitigate interference and network congestion. In this master’s thesis, a Weighted Moving Average (WMA) adaptation technique is proposed to reduce network congestion by improving SNR, and minimizing packet loss in LoRa-based networks of IoT devices. A controlled experiment was conducted in a university testbed network environment to evaluate the feasibility of the proposed WMA modulation technique. The results demonstrated that the proposed WMA technique reduced 5.65% the network reconfiguration time, and improved the SNR at 39.09% compared to Sliding Change and LR-ADR (Long-Range Adaptive Data Rate) state-of-the-art techniques. | 
| Keywords: | Rede LoRa Internet das coisas Weighted moving average Relação sinal-ruído Mudança deslizante LoRa network Internet of things Weighted moving average Signal to noise ratio Sliding change | 
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | 
| Language: | por | 
| Country: | Brasil | 
| Publisher: | Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) | 
| Institution Initials: | UFJF | 
| Department: | ICE – Instituto de Ciências Exatas | 
| Program: | Programa de Pós-graduação em Ciência da Computação | 
| Access Type: | Acesso Aberto Attribution 3.0 Brazil | 
| Creative Commons License: | http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/ | 
| URI: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/19696 | 
| Issue Date: | 18-Jul-2025 | 
| Appears in Collections: | Mestrado em Ciência da Computação (Dissertações) | 
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