Naarmate elektronische schakelingen kleiner en efficiënter worden dienen zich steeds nieuwe mogelijkheden aan om communicatietechnologieën te verbeteren. De afgelopen jaren hebben we daardoor steeds meer apparaten op het internet kunnen aansluiten, waardoor het Internet of Things (IoT) is ontstaan. Een groot onderdeeel van dit Internet of Things bestaat uit draadloze sensornetwerken. In deze netwerken worden innovatieve technologieën aangewend om met een zeer laag vermogen sensordata te communiceren over zeer grote afstanden. Bekende voorbeelden van deze technologieën zijn standaarden zoals SigFox en LoRa. In dit proefschrift worden een aantal technieken gepresenteerd om de prestaties van de LoRa modulatietechniek te karakteriseren en, op basis van de hieruit verkregen inzichten, te verbeteren. Dit wordt uitgevoerd in drie verschillende toepassingsomgevingen. Eerst worden conventionele draadloze sensornetwerken beschouwd. Deze zijn opgebouwd uit wijd verspreide knooppunten met een laag energieverbruik. Vervolgens wordt LoRa-modulatie gebruikt voor draadloze communicatie in de buurt van het menselijk lichaam. Ten slotte wordt software defined radio (SDR) technologie gebruikt om de prestaties van LoRa-ontvangers te verbeteren en de impact van Doppler-verschuivingen op LoRa-modulatie te beoordelen. In dit proefschrift wordt aangetoond dat LoRa-modulatie een zeer robuuste technologie is. Er wordt ook aangetoond dat de prestaties van deze modulatietechniek aanzienlijk kunnen worden verbeterd.