Análise de efeito Doppler em redes LoRa utilizando SDR

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Feijó, Jonas Freitas
• Orientador(a): Müller, Ivan
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Redes sem fio; Efeito Doppler; Rádio definido por software
• Palavras-chave em Inglês: LoRa; SDR; Doppler effect; Satellite communication
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/294249

A expansão da Internet das Coisas tem possibilitado a conectividade em diversas áreas, e a tecnologia LoRa (Long Range) surge como uma das principais soluções devido à sua capacidade de comunicação em longas distâncias e ao seu baixo custo por mensagem enviada. Essa tecnologia pode ser utilizada tanto em ambientes urbanos densos quanto em áreas rurais, alcançando distâncias de até 5 km e 15 km, respectivamente. Mas a implementação de redes LoRa em regiões remotas ainda enfrenta desafios com a infraestrutura. Para contornar essas limitações, os Satélites de Órbita Baixa da Terra (LEO) têm surgido como uma alternativa, possibilitando cobertura em locais onde a instalação de gateways terrestres é inviável. Porém, a adoção de satélites introduz o impacto no meio físico do efeito Doppler, devido à alta velocidade relativa dos satélites, que pode alcançar até 8 km/s em relação às estações terrestres. Este fenômeno afeta a modulação e a transmissão de dados, trazendo a necessidade de se realizar análises detalhadas do impacto do efeito Doppler para as diferentes parametrizações do LoRa. O objetivo deste trabalho é realizar a análise do efeito Doppler em redes LoRa que utilizam nós móveis. Para isso, um transmissor LoRa é implementado em um sistema de Rádio Definido por software (SDR), permitindo emular e avaliar o efeito Doppler em diferentes condições de velocidade e aceleração. Utilizando um dispositivo LoRa comercial baseado no transceptor SX1276 da Semtech como receptor, a pesquisa busca compreender como as variações de velocidade influenciam as características de transmissão. Desta forma, almeja-se contribuir com o desenvolvimento de soluções que ampliem a cobertura do LoRa por meio de comunicação não terrestre, como, por exemplo gateways satelitais, explorando os impactos causados pelo efeito Doppler na modulação com diferentes parametrizações dos transceptores. Para tanto, o desenvolvimento de uma ferramenta que emula o efeito Doppler, permite a obtenção de resultados de ensaios que identificam e indicam formas de se contornar os impactos do efeito utilizando diferentes parametrizações da modulação.