Integración de un modelo de energía en la simulación de redes LoRaWAN en NS-3

Abstract

En el presente trabajo se lleva a cabo la integración de un modelo de energía en un módulo de simulación de LoRaWAN implementado bajo el entorno de simulación de redes NS-3, permitiendo con ello el análisis del consumo energético de los dispositivos que operan bajo alimentación autónoma en la red. Para tal fin, se ha diseñado un modelo teórico de consumo y de fuente de alimentación autónoma de los dispositivos finales de red, el cual ha sido codificado en C++ haciendo uso del framework de energía de NS-3, de acuerdo a un diseño y arquitectura de software definidas, y siguiendo un proceso de validación que verifica una serie de métricas establecidas. El trabajo contempla la creación de escenarios simulados para la aplicación del modelo energético, emulando entornos con visión directa entre dispositivos (LOS), así como entornos urbanos sin visión directa (NLOS) con una densidad variable de dispositivos y haciendo uso de diferentes topologías, para realizar un posterior análisis de acuerdo a los resultados obtenidos en los mismos.

In the present dissertation, the integration of an energy model is carried out in a LoRaWAN simulation module, implemented in the networks simulation NS-3, thus allowing the energy consumption analysis of battery-operated devices in the network. For that purpose, a theoretical model of device consumption and of an energy source of the network end-devices has been designed and codified in C++, by using the NS-3 energy framework, according to a defined software design and architecture, and by following a validation process that verifies a series of established metrics. The dissertation includes the creation of simulated scenarios to use the designed energy model, emulating Line-of-sight environments, as well as urban environments, where a variable density of devices and different topologies has been considered, in which different data has been collected for further analysis.

En el present treball es duu a terme la integració d'un model d'energia en un mòdul de simulació de LoRaWAN implementat sota l'entorn de simulació de xarxes NS-3, permetent amb això l'anàlisi del consum energètic dels dispositius que operen sota alimentació autònoma a la xarxa. Per a tal fi, s'ha dissenyat un model teòric de consum i de font d'alimentació autònoma dels dispositius finals de xarxa, el qual ha estat codificat en C++ fent ús del framework d'energia de NS-3, d'acord a un disseny i arquitectura de programari definides, i seguint un procés de validació que verifica una sèrie de mètriques establertes. El treball contempla la creació d'escenaris simulats per a l'aplicació del model energètic, emulant entorns amb visió directa entre dispositius (ELS), així com entorns urbans sense visió directa (NLOS) amb una densitat variable de dispositius i fent ús de diferents topologies, per realitzar una posterior anàlisi d'acord als resultats obtinguts en els mateixos.