Otimização de parâmetros de uma rede LoRa através de algoritmos genéticos
Resumo
A tecnologia LoRa destaca-se por possibilitar a conexão de um grande número de
dispositivos dispostos há diversos quilômetros da estação base, com um pequeno
consumo de energia e baixo custo de manutenção. Para tal, cada dispositivo possui
um conjunto de configurações que definem o funcionamento do mesmo, como
frequência de operação, largura de banda, dentre outros. Uma correta escolha de
tais configurações é essencial para um bom funcionamento da rede. Na tecnologia
LoRa, a comunicação é comumente controlada pelo protocolo LoRaWAN, que define
a forma como a rede troca mensagens. Neste protocolo, existem diretivas que alteram
algumas configurações dos dispositivos conectados, de forma a otimizar o funcionamento
do mesmo, seja aumentando a taxa de transmissão de dados ou diminuindo
o consumo de energia. Porém, esta otimização leva em conta apenas o dispositivo
em questão, e não o efeito que essa alteração vai ter no restante da rede. Este trabalho
visa comparar o desempenho de uma rede configurada através do protocolo
LoRaWAN com uma rede configurada através de um algoritmo genético, que tem a
capacidade de avaliar a rede como um todo e de buscar soluções aproximadamente
ótimas. O algoritmo genético foi implementado em Python e o desempenho da rede
foi mensurado através de simulações baseadas em trabalhos já existentes. Foi possível
observar que, para um pequeno número de dispositivos conectados na rede, o
protocolo LoRaWAN possui um desempenho bastante aceitável. Porém, quando a
complexidade da rede aumenta, soluções geradas por algoritmos genéticos são superiores
às obtidas pelo protocolo.
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