Phân tích sự lan truyền lora trong môi trường truyền dẫn sử dụng bản đồ số

NGUYỄN NAM HẢI BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI KỸ THUẬT VIỄN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SỸ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THÔNG VIỄN THÔNG PHÂN TÍCH SỰ LAN TRUYỀN LORA TRONG MƠI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN SỬ DỤNG BẢN ĐỒ SỐ HỌC VIÊN: NGUYỄN NAM HẢI 2017 - 2019 HÀ NỘI - 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SỸ PHÂN TÍCH SỰ LAN TRUYỀN LORA TRONG MÔI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN SỬ DỤNG BẢN ĐỒ SỐ HỌC VIÊN: NGUYỄN NAM HẢI CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mà SỐ: 852.0208 TS: NGUYỄN HOÀI GIANG HÀ NỘI - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết trình bày luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu tơi hướng dẫn cán hướng dẫn Các số liệu, kết trình bày luận văn hoàn toàn trung thực chưa cơng bố cơng trình trước Các kết sử dụng tham khảo trích dẫn đầy đủ theo quy định Hà Nội, Ngày 29 tháng 11 năm 2020 Tác giả Nguyễn Nam Hải LỜI NÓI ĐẦU Thế giới chứng kiến phát triển vượt bậc công nghệ di động tế bào công nghệ phụ trợ để tăng hiệu suất chất lượng hệ thống vòng vài chục năm qua Những năm 1980s, công nghệ mạng di động 2G đời đáp ứng dịch vụ thoại data với tốc độ thấp (Kbps) Sau đó, cơng nghệ 3G đáp ứng tốc độ Mbps, công nghệ 4G đạt tốc độ hàng trăm Mbps Các cơng nghệ di động phát triển, phủ sóng, đảm bảo kết nối internet tới nơi trái đất, tiền đề hạ tầng kết nối để tạo mạng kết nối vạn vật IoT (Internet of Things) với hàng nghìn thiết bị đầu cuối cung cấp dịch vụ Mỗi công nghệ đời, kỹ thuật đưa vào sử dụng Ở mạng di động 2G có kỹ thuật phân chia theo thời gian tần số (TDMA, FDMA) Mạng di động 3G có kỹ thuật trải phổ chuỗi trực tiếp (DS-CDMA).Trong mạng di động 4G có kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) Các kỹ thuật đưa để xử lý vấn đề mà công nghệ yêu cầu (đảm bảo tốc độ, chất lượng dịch vụ, giảm nhiễu ) Trong vài năm trở lại đây, mạng di động hệ (5G) giới nghiên cứu, chuẩn hóa, thử nghiệm với mục tiêu tốc độ đạt hàng Gbps, độ trễ thấp, mức độ tin cậy cao để đáp ứng hạ tầng mạng cho dịch vụ yêu cầu thời gian thực như: Giao thông thông minh (ô tô tự lái), y tế từ xa, điều khiển robot Vì vậy, việc chọn thuật toán, kỹ thuật, chuẩn kết nối để phù hợp với mục tiêu mạng 5G yêu cầu cần thiết Một cơng nghệ có tiềm giải yêu cầu mạng 5G đưa truyền thông khoảng cách lớn LoRa (Long Range Radio) LoRa có khả đáp ứng truyền thơng tầm xa với yêu cầu khác tiêu thụ lượng Hơn nữa, để tối đa hóa hiệu suất tồn mạng, LoRa tách vùng phủ sóng thành tập hợp vùng khơng chồng lấn lên nhau, vùng định giá trị số lan truyền (spreading factor) hệ số công suất phát: cụ thể, thiết bị thu gần số lan truyền thấp cơng suất phát nhỏ Mục đích việc phân bổ tài nguyên để giảm nhiễu vùng mà để bảo tồn tiêu thụ lượng thiết bị thu Mặc dù có chế để quản lý tài nguyên vô tuyến, thiết bị thu bị nhiễu từ thiết bị đầu cuối khác xung quanh cổng kết nối Vấn đề chí cịn nghiêm trọng mạng viễn thông áp dụng công nghệ LoRa thiếu kiểm sốt cơng suất truyền tải đường lên, loại giao thức báo hiệu đáng tin cậy Do đó, hiệu suất thiết bị vùng biên (edge devices) dường trở thành điểm hạn chế mạng Do đó, phân tích lan truyền tín hiệu mạng LoRa để từ cải thiện chất lượng tín hiệu thu vấn để cấp bách Luận văn với nội dung “Phân tích lan truyền LoRa mơi trường truyền dẫn sử dụng đồ số” với mục tiêu đưa phương pháp phân tích tín hiệu truyền mạng LoRa sử dụng đồ số Luận văn trình bày công nghệ tiên tiến sử dụng mạng LoRa Sau đó, luận văn đề xuất mơ hình hệ thống truyền dẫn sử dụng công nghệ LoRa dựa đồ số thu thập Việt Nam Việc phân tích độ thành phần bo mạch, thuật toán, số lượng tham số cần sử dụng trạm thu phát để cập cụ thể Trong trình nghiên cứu phòng trường đại học Mở dẫn dắt TS Nguyễn Hoài Giang, em học hỏi nhiều kiến thức bổ ích rèn luyện kỹ làm việc cần thiết Đây kiến thức giúp đỡ em nhiều trình học tập làm việc Em xin gửi lời cảm ơn đến thầy Nguyễn Hoài Giang định hướng nghiên cứu, cung cấp tài liệu để em hồn thành luận văn tốt nghiệp cách tốt Mặc dù cố gắng hoàn thành luận văn chắn không tránh khỏi sai sót Em kính mong nhận cảm thơng, bảo tận tình q thầy Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, Ngày 29 tháng 11 năm 2020 TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn xem xét giao thức vô tuyến gọi LoRa giao thức mạng diện rộng công suất thấp kèm mạng công suất thấp diện rộng LoRaWAN (low power wide area networks) Mục đích luận văn đánh giá xem liệu giao thức sử dụng cho mục đích truyền liệu sử dụng đồ số Hơn nữa, luận văn muốn thảo luận trình bày đặc điểm kỹ thuật để mở rộng phạm vi hiệu mạng Cụ thể, giao thức truyền nhận LoRa xây dựng, với lý thuyết điều chế tín hiệu khai thác mạng LoRa Giao thức lớp mạng LoRaWAN cấu trúc trình bày giải thích ngắn gọn Luận văn đề cập cách cấu trúc sử dụng để xây dựng hệ thống truyền nhận sử dụng phạm vi luận văn Hơn nữa, chất lượng tín hiệu truyền nhận kiểm tra thông qua hệ thống test-bed Sử dụng kết từ thử nghiệm này, luận văn thảo luận tạo đặc điểm kỹ thuật cho việc mở rộng phạm vi hoạt động mạng Ngồi thơng số kỹ thuật, luận văn cung cấp thông tin chi tiết vị trí phù hợp trạm thu phát để có mạng phủ sóng tốt sử dụng cơng nghệ đồ số ABSTRACT A new radio protocol called LoRa along with the accompanied technology low power wide area network protocol LoRaWAN are presented in detail in this thesis Our goals are to evaluate and testify how these protocols can be used for the purpose of transmitting the signals from a transmitter to a receiver utilizing the digital map Furthermore, we would like to discuss and present a specification to extend the effective range of the communication network with this new promising protocol In this thesis, we first examine a LoRa protocol together with the theory behind chirp spread spectrum modulation, for which a LoRa communication system can be exploited The network layer protocol LoRaWAN and its structure is further presented and explained in a short form We investigate how the considered structure can be exploited for testing a communication protocol and for the use case Furthermore, we analyze the system performance of the proposed LoRa communications with the digital map Form the results obtained by this testing, we formulate a specification for the network range In addition to the specification, we provide insight into suitable placement of the transmitter and receiver locations for a good network coverage Mục lục MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT iii DANH MỤC HÌNH VẼ iv DANH MỤC BẢNG vi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC GIỚI THIỆU LUẬN VĂN vii Chương TỔNG QUAN VỀ LORA 11 1.1 Định Nghĩa LoRa 11 1.2 Trải Phổ Chirp 12 1.3 Kết Luận Chương 21 Chương XÂY DỰNG MƠ HÌNH MƠI TRƯỜNG TRUYỀN DẪN SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ LORA DỰA TRÊN BẢN ĐỒ SỐ 22 2.1 Mô hình hệ thống 22 2.2 Giải pháp 23 2.3 Thực Nghiệm Vẽ Bản Đồ Contour Map 24 2.3.1 Kịch Bản 24 2.3.2 Lập Trình 25 2.4 Triển Khai 26 2.5 Kết Quả Và Phân Tích 27 2.6 Kết Luận Chương 28 i Chương XÂY DỰNG TESTBED ĐÁNH GIÁ SỰ SUY HAO CỦA KÊNH TRUYỀN 30 3.1 Bo Mạch USRP 30 3.2 Các Ứng Dụng Của Bo Mạch USRP 31 3.3 Bo Mạch USRP N210 31 3.4 Module GPS Neo 6m 32 3.5 Raspberry Pi Mode B 33 3.6 Hệ Thống Điều Khiển Công Suất Phát Thích Ứng Thời Gian Thực 34 3.6.1 Kịch Bản 34 3.6.2 Giới Thiệu Phần Mềm GNU-Radio Companion 35 3.7 Thiết Kế Trạm Phát Wifi Trên Bo Mạch USRP Sử Dụng GNU-Radio 36 3.7.1 Các Biến Sử Dụng Trong Mơ Hình 37 3.7.2 Thiết Kế 38 3.7.3 USRP Sink 43 3.8 Kết Quả 44 3.8.1 Kết Quả Truyền Tín Hiệu 44 3.8.2 Thuật Toán Tối Ưu Công Suất Tại Bên Phát 46 3.8.3 Lập Trình Tại Bên Thu 47 3.8.4 Triển Khai Và Kết Quả 48 3.9 Kết Luận Chương 50 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ii 51 Prefixer trình bày Hình 3.13 Theo chuẩn 802.11g, OFDM symbol có băng thơng 20 MHz với 16.6MHz băng thông sử dụng để truyền liệu tương đương 52 sóng mang (48 sóng mang liệu sóng mang kí tự dẫn đường pilot) đánh số thứ tự từ -26 đến 26 ngoại trừ Khối OFDM Carrier Allocator (Hình 3.14) thiết lập kí tự dẫn đường có giá trị Pilot Symbols gán với sóng mang có vị trí Pilot Carriers: -21, -7, 7, 21 xếp liệu phức sau điều chế với sóng mang cịn lại Cuối trường Preamble gán vào đầu khung liệu giá trị Sync Words dùng để phát hiện, đồng ước tính kênh truyền bên nhận Hình 3.14: Khối OFDM Carrier Allocator Tiếp đến khối FFT Reverse (IFFT), khối thực chuyển đổi kí tự OFDM tạo từ khối OFDM Carrier Allocator sang miền thời gian đồng thời đảm bảo tính trực giao sóng mang Khối cuối OFDM Cyclic Prefixer có nhiệm vụ chèn thêm khoảng bảo vệ cho OFDM symbol để hạn chế nhiễu kí tự ISI Khối 42 chép số mẫu phía cuối OFDM symbol đưa lên đầu kí tự Sau hồn tất, tín hiệu gửi đến khối USRP sink 3.7.3 USRP Sink Đây khối cuối hệ thống Hình 3.15 Khối sử dụng tín hiệu điều chế OFDM theo chuẩn IEEE 802.11g gán với tần số trung tâm 2.472GHz với băng thông samp_rate 20Mhz Tại khối cho phép điều chỉnh công suất phát USRP qua thông số tx_gain mục RF Option (Hình 3.16) Hình 3.15: Khối USRP Sink 43 Hình 3.16: Mục RF option khối USRP Sink 3.8 Kết Quả Trong mục này, luận văn trình bày số kết thu việc truyền liệu thông qua bo mạch USRP Sau đó, thuật tốn tối ưu hóa cơng suất phát đề cập 3.8.1 Kết Quả Truyền Tín Hiệu Sau hồn thành bước thiết kế, tín hiệu đầu vào USRP Sink trước phát ngồi có dạng Hình 3.17 Tín hiệu Hình 3.17 có tần số trung tâm 2.472GHz, băng thơng 20MHz từ tần số 2.462GHz đến 44 2.482GHz, có trải phổ OFDM Sau tín hiệu phát ngồi khơng gian sử dụng máy tính để quan sát qua phần mềm WireShark Hình 3.18 Hình 3.17: Phổ tín hiệu đầu trước phát ngồi không gian qua USRP Sau thiết kế chạy thành công hệ thống phát Wifi USRP phần mềm GNU-Radio Companion, file code Python tạo thuật tốn tối ưu cơng suất bên phát Bằng việc lập trình GNU Radio, hệ thống tác động vào điều tiết công suất USRP N210 [28] Tham số biến tx_gain khởi tạo phần mềm 45 Hình 3.18: Giao diện phần mềm Wireshark máy tính bắt tin từ phần cứng USRP 3.8.2 Thuật Tốn Tối Ưu Cơng Suất Tại Bên Phát Mơ hình kịch hệ thống truyễn dẫn thiết bị, thuật tốn tối ưu có đầu vào giá trị RSSI cập nhật server người dùng Dựa theo giải pháp trình bày trước đó, thuật tốn điều khiển công suất phát tối ưu thiết kế Hình 3.19 Máy tính cập nhật liên tục giá trị RSSI từ server thời gian thực Bất giá trị ngưỡng tối thiểu -60 dBm, máy tính hiểu tín hiệu người dùng không ổn định, cần tăng công suất phát USRP Và RSSI đạt giá trị lớn -40 dBm hay tín hiệu người dùng tốt để sử dụng, máy tính có giảm cơng suất phát để tránh lãng phí tài nguyên Mỗi lần điều chỉnh, máy tính tăng giảm 5dB giá trị tx_gain USRP đồng thời trễ 5s để chờ phản hồi xác từ người dùng Việc điểu chỉnh tiếp tục giá trị RSSI nằm khoảng giới hạn tx_gain đạt đến giá trị cực hạn dB 30 dB 46 Hình 3.19: Lưu đồ thuật tốn tối ưu cơng suất phát lập trình máy tính 3.8.3 Lập Trình Tại Bên Thu Tại bên nhận, Raspberry Pi lập trình Python để đọc RSSI từ module Wifi sử dụng thư viện firebase để cập nhật liệu lên server Firebase Lưu đồ thuật tốn trình bày Hình 3.20 Địa 23:23:23:23:23:23 giá trị trường địa nguồn máy tính lập trình cố định cho tin bên phát Bằng cách lọc theo địa MAC, Raspberry đọc giá trị RSSI tin từ USRP cập nhật chúng lên server thời gian thực 47 Hình 3.20: Lưu đồ thuật toán bên thu 3.8.4 Triển Khai Và Kết Quả Mơ hình triển khai khoảng khơng gian có bán kính 20 m xung quanh thiết bị phát sóng USRP có vị trí cố định (Hình 3.21) Trong bên nhận gồm Raspberry module wifi với vai trò người dùng di chuyển ngẫu nhiên phạm vi phủ sóng xung quanh USRP (Hình 3.22) Các giá trị RSSI phản hổi từ người dùng theo dõi giao diện thiết kế máy tính bên phát 48 Hình 3.21: Bên phát Hình 3.22: Bên thu Tại giao diện máy tính có cột biểu thị giá trị RSSI thay đổi liên tục theo liệu server thời gian thực trượt thể giá trị tx_gain USRP Khi người dùng lại gần USRP, giá trị RSSI tăng vượt -40dBm, tx_gain giảm 5dB để giảm công suất phát 49 USRP nhằm tiết kiệm tài nguyên Còn người dùng phía xa USRP, giá trị RSSI giảm -60dBm, tx_gain tăng 5dB để đảm bảo chất lượng tín hiệu người dùng Hệ thống hoạt động ổn định, gửi phản hồi RSSI điều khiển công suất đáp ứng cách kịp thời Hình 3.23: Giao diện hình máy tính bên phát 3.9 Kết Luận Chương Chương nêu vấn đề cần phải tối ưu cơng suất phát dựa mơ hình thực nghiện thực tế đồng thời thực hướng giải đề xuất việc xây dựng hệ thống tự điều khiển cơng suất thích ứng theo thời gian thực 50 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Luận văn vấn đề tồn hệ thống viễn thông việc tối ưu công suất trạm phát nhằm đảm bảo kết nối, chất lượng dịch vụ giảm lãng phí tài ngun cơng suất trạm phát Đó động lực để luận văn nghiên cứu mạng LoRa đề tài Trong giới hạn đề tài, luận văn tập trung vào việc xây mơ hình truyền phát vơ tuyến bo mạch khả trình USRP dựa vào chuẩn IEEE 802.11g kỹ thuật điều chế OFDM có khả ứng dụng cơng nghệ LoRa Để từ thực hệ thống điều khiển cơng suất thích ứng theo thời gian thực vẽ đồ contour map chất lượng tín hiệu Qua thực nghiệm đo đạc, liệu thu vẽ nên đồ đường đồng mức RSSI thể phân bổ chất lượng tín hiệu hai trạm phát Wifi sử dụng công nghệ LoRa, qua chứng minh thực trạng vấn đề nêu Từ đồ contour, luận án thực nghiệm mức độ truyền dẫn tín hiệu phụ thuộc vào địa hình Tuy mức độ suy giảm khác theo môi trường truyền dẫn, quy luật giảm theo khoảng cách bảo toàn (khoảng cách xa, suy hao tín hiệu lớn) Cùng với đó, dựa sở lý thuyết tiêu chuẩn Wifi IEEE 802.11g, trạm phát wifi thiết kế xây dựng thành công tảng bo mạch khả trình USRP, kết hợp với máy tính nhúng Raspberry với vai trò người dùng tạo nên hệ thống truyền thơng khơng dây thiết bị điều khiển công suất phát theo thời gian thực đáp ứng yêu cầu đảm bảo kết nối chất lượng dịch vụ Tuy nhiên hạn chế thiết bị chưa thể triển khai hệ thống trạm phát WiFi nhằm phát triển đề tài hệ thống có nhiều trạm phát, tối ưu hoạt động hệ thống Tóm lại, kết thu luận văn thể qua điểm 51 đóng góp đây: ˆ Giải tốn tối ưu hóa cơng suất thích ứng trạm phát WiFi, ứng dụng rộng hệ thống truyền phát vô tuyến không dây ˆ Xây dựng thành cơng điều khiển bo mạch khả trình USRP tạo nên hệ thống điều khiển cơng suất thích ứng theo thời gian thực đảm bảo kết nối chất lượng dịch vụ người dùng ˆ Dựng đồ contour map chất lượng tín hiệu phát dựa thơng số RSSI, từ ứng dụng vào phân tích, điều khiển cơng suất phát cho trạm phát cách hợp lý Trong phạm vi nghiên cứu luận văn, giải pháp để thực hệ thống truyền thống không dây thiết bị với phương thức truyền liệu theo chuẩn WiFi Vì cịn nhiều vấn đề cần giải sau số đề xuất phát triển: ˆ Thiết kế hệ thống với nhiều trạm phát phục vụ nhiều người dùng giải vấn đề tối ưu công suất hệ thống nói ˆ Sử dụng với nhiều dải tần số khác ˆ Tích hợp giải pháp điều khiển cơng suất theo gian thực vào hệ thống D2D ( Device to Device) 52 Tài liệu tham khảo [1] I Update, “Ericsson mobility report,” Ericsson: Stockholm, Sweden, 2020 [2] B Bloessl, M Segata, C Sommer, and F Dressler, “An IEEE 802.11 a/g/p OFDM receiver for GNU radio,” in Proceedings of the second workshop on Software radio implementation forum, 2013, pp 9–16 [3] I 802-11, “Available online: http,” http://www.ettus.com/all- products/un210-kit (accessed on 19 September 2020) [4] A Zourmand, A L K Hing, C W Hung, and M AbdulRehman, “Internet of things (IoT) using LoRa technology,” in 2019 IEEE International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems (I2CACIS) IEEE, 2019, pp 324–330 [5] O Khutsoane, B Isong, and A M Abu-Mahfouz, “IoT devices and applications based on LoRa/LoRaWAN,” in IECON 2017-43rd Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society IEEE, 2017, pp 6107–6112 [6] F Van den Abeele, J Haxhibeqiri, I Moerman, and J Hoebeke, “Scalability analysis of large-scale LoRaWAN networks in ns-3,” IEEE Internet of Things Journal, vol 4, no 6, pp 2186–2198, 2017 [7] A I Petrariu, A Lavric, and E Coca, “LoRaWAN gateway: Design, implementation and testing in real environment,” in 2019 IEEE 25th International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME) IEEE, 2019, pp 49–53 [8] X Chen, J Wang, and L Wang, “A fast session key generation scheme 53 for LoRaWAN,” in 2019 Australian & New Zealand Control Conference (ANZCC) IEEE, 2019, pp 63–66 [9] L Maziero, T B Marchesan, C H Barriquello, D P Bernardon, F G Carloto, F G Reck, W D Vizzotto, and F V Garcia, “Monitoring of electric parameters in the federal university of santa maria using LoRaWAN technology,” in 2019 IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference-Latin America (ISGT Latin America) IEEE, 2019, pp 1–6 [10] M N Mahfoudi, G Sivadoss, O B Korachi, T Turletti, and W Dabbous, “Joint range extension and localization for LPWAN,” 2019 [11] J Xu, P Zhang, S Zhong, and L Huang, “Discrete particle swarm optimization based antenna selection for MIMO LoRa IoT systems,” in 2019 Computing, Communications and IoT Applications (ComComAp) IEEE, 2019, pp 204–209 [12] P Van Torre, T Ameloot, and H Rogier, “Wearable 868 MHz LoRa wireless sensor node on a substrate-integrated-waveguide antenna platform,” in 2019 49th European Microwave Conference (EuMC) IEEE, 2019, pp 496–499 [13] F Wunsch, D Weber, H Jakel, and F K Jondral, “Experimental evaluation of the long-range MIMO outdoor channel at 2.4 GHz,” in 2019 IEEE 89th Vehicular Technology Conference (VTC2019-Spring) IEEE, 2019, pp 1–5 [14] S Avallone, N Pasquino, G Ventre, and S Zinno, “Experimental characterization of long term evolution multiple input multiple output performance in urban propagation scenarios,” in 2018 Workshop on Metrology for Industry 4.0 and IoT IEEE, 2018, pp 254–259 54 [15] T H Nguyen, T K Nguyen, H D Han, and V D Nguyen, “Optimal power control and load balancing for uplink cell-free multi-user Massive MIMO,” IEEE Access, vol 6, pp 14 462–14 473, 2018 [16] L Trinh, V X Bui, F Ferrero, T Nguyen, and M Le, “Signal propagation of LoRa technology using for smart building applications,” in 2017 IEEE Conference on Antenna Measurements & Applications (CAMA) IEEE, 2017, pp 381–384 [17] T H Nguyen, W.-S Jung, L T Tu, T Van Chien, D Yoo, and S Ro, “Performance analysis and optimization of the coverage probability in dual hop LoRa networks with different fading channels,” IEEE Access, vol 8, pp 107 087–107 102, 2020 [18] L Trinh, T Q K Nguyen, D Phan, V Tran, V Bui, N Truong, and F Ferrero, “Miniature antenna for IoT devices using LoRa technology,” in 2017 International Conference on Advanced Technologies for Communications (ATC) IEEE, 2017, pp 170–173 [19] T Elshabrawy and J Robert, “Interleaved chirp spreading LoRa-based modulation,” IEEE Internet of Things Journal, vol 6, no 2, pp 3855– 3863, 2019 [20] Y Lu, Y Liu, C Hu, J Xu, Z Wang, and S Chen, “LoRa-based communication technology for overhead line internet of things,” in 2019 4th International Conference on Intelligent Green Building and Smart Grid (IGBSG) IEEE, 2019, pp 471–474 [21] J Zhang, R Woods, T Q Duong, A Marshall, and Y Ding, “Experimental study on channel reciprocity in wireless key generation,” in 2016 IEEE 17th International Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications (SPAWC) IEEE, 2016, pp 1–5 55 [22] L Alliance, “Available online: http,” www lora-alliance org (accessed on 14 September 2020) [23] H Davies and B Bressan, A history of international research networking: The people who made it happen John Wiley & Sons, 2010 [24] T T Nguyen, H H Nguyen, R Barton, and P Grossetete, “Efficient design of chirp spread spectrum modulation for low-power wide-area networks,” IEEE Internet of Things Journal, vol 6, no 6, pp 9503–9515, 2019 [25] V S Hồ, Thực Hành Xử Lỳ Số Tín Hiệu Với Matlab Khoa Học Kỹ Thuật, 2008 [26] F Serkin and N Vazhenin, “USRP platform for communication systems research,” in 2013 15th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), 2013 [27] U UN210, “Available online: http,” http://www.ettus.com/all- products/un210-kit (accessed on 18 September 2020) [28] B Bloessl, C Sommer, and F Dressler, “Power matters: Automatic gain control for a software defined radio IEEE 802.11 a/g/p receiver,” in 2015 IEEE Conference on Computer Communications Workshops (INFOCOM WKSHPS) IEEE, 2015, pp 25–26 56