LoRa and narrow-band IoT deployment and radio access performance

During the last few years the growth of different Industry sectors has been tightly related to the way they manage the information and communications technologies (ICT) which nowadays revolves around the concept of Internet of Things (IoT) where objects that contain embbeded technology can collect and exchange data by sensing or communicating their state to the network, this consequently provokes a new way to live and create a digital business. There are plenty of applications and devices that depending on the needs use a particular networks e.g. short range communication technologies e.g. Zig- Bee, Bluetooth LE (Bluetooth 4.0), Z-Wave, near field commu- nication, RFID, local area networks (WLANs) and cellular networks(GSM, UMTS, LTE) even though some of them have an outstanding performance in throughput, the coverage is just a few hundred meters and the energy consumption is high. This is why it is important to choose the right technology which allow operators and industries to save resources, create new business opportunities and capture new growth in the market. For this reason, this thesis work focuses especially on two technologies that allow long range communication and low-power consumption such us: LoRaWan and NB-IoT, the measurements are made based on Key performance indicators(KPI) like Received Signal Strength Indication(RSSI)/Reference Signals Received Power (RSRP), pathloss, Signal to Noise Ratio (SNR), complexity to de- ploy the network and cost. The tests are taken on the basis of walk tests conducted with devices based on these technologies, around 500m from the gateway along Avenue Carnot, 91300 Massy, France. These results are useful to show the behavior of the technologies in a particular environment, with the aim to provide use cases and technology mapping for certain applications, thus enabling customers to achieve their needs.

Negli ultimi anni la crescita di diversi settori industriali è strettamente legata al modo in cui si relazionano con il mondo di Information and Communications Technologies (ICT) che oggi gira intorno al concetto di Internet of Things (IoT) dove oggetti con tecnologia incorporata possono raccogliere e scambiare dati e comunicare il loro stato alla rete, questo determina un nuovo modo di vivere e creare business digitale. Numerose applicazioni e dispositivi dipendono dalla necessità di utilizzare reti particolari come Zig-Bee, Bluetooth LE (Bluetooth 4.0) e Z-Wave che utilizzano tecnologie di comunicazione a breve distanza, comunicazioni a stretto campo, RFID, local area networks (WLANs) e reti cellulari (GSM, UMTS, LTE). Anche se alcune di queste reti riescono ad ottenere straordinari risultati in throughput, l’area coperta è solo di qualche centinaio di metri e il consumo di energia è alto. E’ per questo che è importante scegliere la giusta tecnologia che permette agli operatori e alle aziende di risparmiare risorse, creare nuove opportunità economiche e sviluppare nuove crescite nel mercato. Per queste ragioni, questo lavoro di tesi si concentra principalmente su due tecnologie che permettono comunicazioni a lunga distanza e basso consumo di energia come LoRaWan e NB-IoT. Le misurazioni si basano su Key Performance Indicators (KPI) come Received Signal Strength Indication (RSSI) / Reference Signals Received Power (RSRP), pathloss, Signal to Noise Ratio (SNR), complessità di svilluppo della rete e costo. I test sono basati su misurazioni in movimento condotte con dispositivi basati su queste tecnologie, a circa 500 metri dal gateway in Avenue Carnot, 91300 Massy, Francia. Questi risultati sono utili a mostrare il comportamento delle tecnologie in un ambiente particolare, con lo scopo di fornire casi di studio e tecnologie di mapping per determinate applicazioni, in modo da permettere ai clienti di soddisfare le loro necessità.