A tecnologia de modulação de rádio LoRa vem sendo empregada para alavancar a comunicação
de longas distâncias em Redes de Sensores sem Fio (RSSFs), viabilizando que as Low
Power Wide Area Networks (LPWANs) sejam empregadas em aplicações de monitoramento
da Internet das Coisas (IoT). Redes baseadas na modulação de rádio Long-Range (LoRa),
usualmente implementam o protocolo LoRaWAN como a camada de acesso ao meio (MAC),
apesar deste protocolo possuir certas limitações, como por exemplo, o suporte apenas à
topologia de rede estrela. Nesta topologia, o alcance das transmissões está restrito a um
único salto e, portanto, os dispositivos não contam com retransmissões ao longo da rede
para tentar alavancar sua área de cobertura e, também, contornar atenuações de sinal com
a distância, presença de obstáculos, ou com interferências de outras fontes de rádio. Diante
destas circunstâncias e para buscar expandir o alcance das transmissões em uma topologia
estrela, rádios LoRa contêm os parâmetros bandwidth (BW), spreading factor (SF) e coding
rate (CR), que podem ser customizados para esta expansão de alcance, apesar de estes
ajustes por si só, ocorrem às custas de um maior consumo energético e de uma maior
probabilidade de colisão de pacotes, devido ao aumento no tempo em que os rádios dos
dispositivos necessitam permanecerem ligados para concluir uma transmissão nestas novas
configurações de parâmetros. Outra limitação conhecida em redes LoRaWAN que afeta
sua performance, seu consumo energético, bem como a sua adequabilidade para o uso
em extensas RSSF de larga escala, é a existência do protocolo de acesso ao meio do tipo
ALOHA, que não provê controles, verificação do canal ou sincronismos para as transmissões.
Em redes com muitos dispositivos, este protocolo tende a maiores probabilidades de colisão
de pacotes e, consequentemente, gera retransmissões e gastos energéticos que poderiam
ser evitados caso fosse adotado um mecanismo de acesso ao meio mais adequado para
RSSF de larga escala. Diante das limitações expostas e, para que o protocolo LoRaWAN
possa ser melhor utilizado em RSSFs de larga escala, propõe-se a implementação de uma
topologia que possa ampliar a cobertura da rede, bem como utilizar um mecanismo de
acesso ao meio que melhor atenda aos recursos limitados de dispositivos LoRaWAN. Este
trabalho de Mestrado propõe o desenvolvimento de uma RSSF de larga escala LoRaWAN
multi-saltos, baseada na topologia cluster-tree, que visa expandir a cobertura espacial,
sincronizar clusters e dispositivos, permitir a escalabilidade da rede, bem como buscar
evitar colisões, melhorar métricas de comunicação e reduzir o consumo energético, com a
utilização do novo mecanismo de acesso ao meio CSMA/CA. Como produto deste trabalho,
entrega-se uma avaliação de desempenho por simulação desta rede, aplicada à diferentes
cenários de RSSFs de larga escala, a fim de atestar os melhoramentos propostos.