Petajajarvi et al [21] hade valt havsmiljö (fri sikt) och stadsmiljö för att genomföra experimenten. I den här studien valdes liknande miljöer för att kunna jämföra och diskutera resultatet av paketförluster i jämförelse med artikeln [21]. Resultaten jämfördes även med artikeln om LoRa av Lavric och Popa [20].
3.4.3.1 Stadsmiljö
Experimenten genomfördes i Flemingsbergsområdet som ligger i Huddinge. Gateway:en placerades utanför ett fönster på våning 4 i ett höghus. Höjden från marken till gateway:en uppskattades vara 10 m. IoT-noden placerades i olika avstånd från gateway. Byggnaderna mellan gateway:en och noden hade varierande höjd (från 10 m till ca 40 m). Mätningarna genomfördes på avstånd 150 m, 300 m, 500 m. Figur 9 visar karta över stadsområden och placering av gateway:en och noden för varje test.
16 | METOD OCH GENOMFÖRANDE
Figur 9: Placering av IoT-noden och gateway:en i stadsmiljö 3.4.3.2 Fri sikt
Experimenten genomfördes i Sollentuna vid Edsviken sjö. Gateway:en placerades på ett hustak på ett trevåningshus och höjden från marken till gateway:en uppskattades vara ca 10 m. IoT-noden placerades i olika avstånd från gateway. Mätningarna genomfördes på avstånd 700 m, 1000 m, 1500 m. Figur 10 visar karta över havsmiljön (fri sikt) och placering av gateway:en och noden för varje test.
Figur 10: Placering av IoT-noden och gateway:en i havsmiljö
Dataanalys
För att analysera data så exporterades alla mätvärden från testen till en Excel-fil där medelvärdet på RSSI och RTT av 50 datapaketen beräknades och presenterades för varje test.
Fördröjningsvariationen beräknades för varje två efterföljande mottagna datapaket med hjälp av Excel. Medelvärden på fördröjningsvariationen av 50 datapaket beräknades och presenterades för varje test. Metoden som användes för att analysera insamlade data var statistisk dataanalysmetod.
Statistisk dataanalysmetod passade bra i det här arbetet på grund av att data som samlades in från experimenten var kvantitativa. För att lättare kan analysera resultaten skapades även histogram. För att analysera spridning av resultaten mellan olika tester i ett visst scenario ritades även upp spridningsdiagrammen.
Trovärdighet
För att uppnå hög trovärdighet så jämfördes resultat av det här arbetet med teorin som beskrevs i kapitel 2 och tidigare studier och artiklar som nämndes i sektion 2.3 där som var möjligt. Det har använts även pålitliga källor såsom studier och artiklar från IEEE databasen i det här arbetet.
18 | METOD OCH GENOMFÖRANDE
4 Resultat
I detta kapitel presenteras resultaten från experimenten i stadsmiljö och fri sikt. Om inga värden presenteras av figurerna nedan vid vissa SF eller bandbredd betyder det att alla datapaket förlorades och inga mätvärden kunde tas fram. Varje stolpe presenterar ett mätningstest i figurerna nedan.
Signalstyrka
Figur 11, 12 och 13 visar resultaten av signalstyrkan vid avstånden 150 m, 300 m och 500 m i stadsmiljön där x-axeln visar olika SF med olika bandbredd (BW) och y-axeln visar mottagna signalstyrka i dBm.
Figur 11: Figuren visar mottagna signalstyrkan med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 150 m i stadsmiljön.
Figur 12: Figuren visar mottagna signalstyrkan med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 300 m i stadsmiljön.
-89
Signalstyrka på avståndet 150 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
-94
Signalstyrka på avståndet 300 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
20 | RESULTAT
Figur 13: Figuren visar mottagna signalstyrkan med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 300 m i stadsmiljön.
Figur 14, 15 och 16 visar resultaten av signalstyrkan vid avstånden 700 m, 1000 m och 1500 m i havsmiljön där x-axeln visar olika SF med olika bandbredd (BW) och y-axeln visar signalstyrka i dBm.
Figur 14: Figuren visar mottagna signalstyrkan med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 700 m i havsmiljön.
-95
Signalstyrka på avtåndet 500 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
-90
Signalstyrka på avståndet 700 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
Figur 15: Figuren visar mottagna signalstyrkan med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 1000 m i havsmiljön.
Figur 16: Figuren visar mottagna signalstyrkan med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 1500 m i havsmiljön.
Paketförlust
Figur 17, 18 och 19 visar resultaten av antal paketförluster vid avstånden 150 m, 300 m och 500 m i stadsmiljön där x-axeln visar olika SF med olika bandbredd och y-axeln visar antal paketförluster [st].
-93 -91 -89 -87 -85 -83 -81
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
Signalstyrka [dBm]
Spridningsfaktor och bandbredd
Signalstyrka på avståndet 1000 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
-94 -92 -90 -88 -86 -84 -82
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
Signalstyrka [dBm]
Spridningsfaktor och bandbredd
Signalstyrka på avståndet 1500 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
22 | RESULTAT
Figur 17: Figuren visar antal paketförluster med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 150 m i stadsmiljön.
Figur 18: Figuren visar antal paketförluster med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 300 m i stadsmiljön.
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
Antal paketförluster [st]
Spridningsfaktor och bandbredd
Antal paketförluster på avståndet 150 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
0 10 20 30 40 50 60
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
Antal paketförluster [st]
Spridningsfaktor och bandbredd
Antal paketförluster på avståndet 300 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
Figur 19: Figuren visar antal paketförluster med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 500 m i stadsmiljön.
Figur 20, 21 och 22 visar resultaten av antal paketförluster vid avstånden 700 m, 1000 m och 1500 m i havsmiljön där x-axeln visar olika SF med olika bandbredd och y-axeln visar antal paketförluster [st].
Antal paketförluster på avståndet 500 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
0
Antal paketförluster på avståndet 700 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
24 | RESULTAT
Figur 21: Figuren visar antal paketförluster med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 1000 m i havsmiljön.
Figur 22: Figuren visar antal paketförluster med olika SF och bandbredd [kHz] på avstånd 1500 m i havsmiljön.
0 10 20 30 40 50 60
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
Antal paketförluster [st]
Spridningsfaktor och bandbredd
Antal paketförluster på avståndet 1000 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
0 10 20 30 40 50 60
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
Antal paketförluster [st]
Spridningsfaktor och bandbredd
Antal paketförluster på avståndet 1500 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
Fördröjning
Figur 23, 24 och 25 visar resultaten av tvåvägsfördröjningen (RTT) [ms] vid avstånden 150 m, 300 m och 500 m i stadsmiljö där x-axeln visar olika SF med olika bandbredd (BW) och y-axeln visar RTT [ms].
Figur 23: Figuren visar fördröjningen [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 150 m i stadsmiljön.
Figur 24: Figuren visar fördröjningen [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 300 m i stadsmiljön.
0
Fördröjningen (RTT) på avståndet 150 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
0
Fördröjningen (RTT) på avståndet 300 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
26 | RESULTAT
Figur 25: Figuren visar fördröjningen [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 500 m i stadsmiljön.
Figur 26, 27 och 28 visar resultaten av tvåvägsfördröjningen (RTT) [ms] vid avstånden 700 m, 1000 m och 1500 m i havsmiljö där x-axeln visar olika SF med olika bandbredd och y-axeln visar RTT [ms].
Figur 26: Figuren visar fördröjningen [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 700 m i havsmiljön.
0 100 200 300 400 500 600 700
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
RTT [ms]
Spridningsfaktor och bandbredd
Fördröjningen (RTT) på avståndet 500 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
0 100 200 300 400 500 600 700
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
RTT [ms]
Spridningsfaktor och bandbredd
Fördröjningen (RTT) på avståndet 700 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
Figur 27: Figuren visar fördröjningen [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 1000 m i havsmiljön.
Figur 28: Figuren visar fördröjningen [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 1500 m i havsmiljön.
0 100 200 300 400 500 600 700
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
RTT [ms]
Spridningsfaktor och bandbredd
Fördröjningen (RTT) på avståndet 1000 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
0 100 200 300 400 500 600 700
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
RTT [ms]
Spridningsfaktor och bandbredd
Fördröjningen (RTT) på avståndet 1500 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
28 | RESULTAT
Fördröjningsvariation
Figur 29, 30 och 31 visar resultaten av fördröjningsvariationen (jitter) [ms] vid avstånden 150 m, 300 m och 500 m i stadsmiljön där x-axeln visar olika SF och olika bandbredd och y-axeln visar fördröjningsvariationen [ms].
Figur 29: Figuren visar fördröjningsvariationen (jitter) [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 150 m i stadsmiljön.
Figur 30: Figuren visar fördröjningsvariationen (jitter) [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 300 m i stadsmiljön. 0
Fördröjningsvariation på avståndet 150 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
0
Fördröjningsvariation på avståndet 300 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
Figur 31: Figuren visar fördröjningsvariationen (jitter) [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 500 m i stadsmiljön.
Figur 32, 33 och 34 visar resultaten av fördröjningsvariationen (jitter) [ms] vid avstånden 700 m, 1000 m och 1500 m i stadsmiljön där x-axeln visar olika SF och olika bandbredd och y-axeln visar fördröjningsvariationen [ms].
Figur 32: Figuren visar fördröjningsvariationen (jitter) [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 700 m i havsmiljön.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
Fördröjningsvariation [ms]
Spridningsfaktor och bandbredd
Fördröjningsvariation på avståndet 500 m i stadsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
Fördröjningsvariation [ms]
Spridningsfaktor och bandbredd
Fördröjningsvariation på avståndet 700 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
30 | RESULTAT
Figur 33: Figuren visar fördröjningsvariationen (jitter) [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 1000 m i havsmiljön.
Figur 34: Figuren visar fördröjningsvariationen (jitter) [ms] med olika SF och bandbredd [kHz] på avståndet 1500 m i havsmiljön.
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
Fördröjningsvariation [ms]
Spridningsfaktor och bandbredd
Fördröjningsvariation på avståndet 1000 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3
7 (BW 125 ) 7 (BW 250) 7 (BW 500) 8 (BW 125 ) 9 (BW 125 ) 9 (BW 250 ) 9 (BW 500 ) 10 (BW 125 )11 (BW 125 )11 (BW 250 )11 (BW 500 )
Fördröjningsvariation [ms]
Spridningsfaktor och bandbredd
Fördröjningsvariation på avståndet 1500 m i havsmiljö
Test1 Test2 Test3 Test4 Test5 Test6 Test7 Test8 Test9 Test10
5 Analys och diskussion
I detta kapitel analyseras och utvärderas examensarbetets resultat i relation till målsättningen dvs.
hur datahastighet, avstånd och olika miljöer påverkar signalstyrkan, fördröjningen, paketförlusten och fördröjningsvariationen.
Signalstyrka
I den här sektionen analyseras och diskuteras resultatet av signalstyrkan. Sektionen inleds med diskussion om spridningen av den mottagna signalstyrkan. Därefter analyseras och diskuteras hur datahastighet (SF och bandbredd), avstånd och miljöer påverkar signalstyrkan.