Progettazione e valutazione sperimentale di meccanismi di comunicazione multi-hop per reti IoT LoRaWAN

In questo documento viene fatta una rapida introduzione al mondo dell'Internet of Things ed alle LPWAN descrivendone le varie caratteristiche. In particolare poi vengono analizzate due tecnologie appartenenti alle LPWAN cioè LoRa e LoRaWAN. Per quanto riguarda LoRa, vengono descritte ed analizzate: l'architettura, il funzionamento complessivo e la composizione dei pacchetti al livello fisico specializzandosi poi sul livello successivo (livello MAC), cioè LoRaWAN. Per quanto riguarda LoRaWAN sono state analizzate tutte quante le specifiche introdotte dalla LoRa Alliance tra cui: le differenti componenti che formano la topologia di rete, l'architetura, la composizione dei frame (sia in downlink sia uplink), le differenti classi dei nodi, i differenti metodi di attivazione ed ambiti relativi alla sicurezza; illustrandone anche le differenti chiavi di cifratura esistenti. Una volta fatta una panoramica generale su tale tecnologia sono stati evidenziati i principali problemi che LoRaWAN introduce come ad esempio l'incapacità di poter coprire aree geografiche molto vaste. Sono stati analizzati differenti articoli presenti nello stato dell'arte relativi al multi-hop per LoRaWAN per poi introdurre gli aspetti progettuali ed implementativi di questo lavoro di tesi. Inizialmente quindi ci si è focalizzati sulla progettazione illustrando le varie idee che hanno portato alla realizzazione di tale progetto per poi illustrarne tutti gli aspetti implementativi. Dopo aver illustrato il funzionamento generale, per tutte le differenti tipologie di nodi introdotti (Full Node, Sync Node), si è passati alla fase di validazione dove vengono descritti: tipi di test effettuati, topologia di test costruita, analisi statistiche e grafici ottenuti dai test effettuati relativi alla latenza e PDR del sistema. Nella sezione finale sono descritte le conclusioni ed eventuali sviluppi futuri inerenti tale progetto di tesi.