IoT eszközök fogyasztásának és adatátvitelének vizsgálata NB-IoT és Cat-M1 hálózaton
Az iparban a gyártástól a logisztikán át a kapcsolódó szolgáltatásokig az utóbbi évek egyik legnagyobb újítása az Internet of Things-hez kapcsolódó technológiák használata. Az IoT mindennapi és ipari készülékek, szenzorok és beavatkozók által létesített hálózat, amelynek elemei valamilyen beágyazott elektronikával rendelkeznek és adatfeldolgozó egységek felé is küldenek információt. A hálózathoz csatlakozó elemek jellemzően kis adatforgalmat generálva kommunikálva egymással. Az IoT eszközök száma évről évre rohamosan nő, 2020-ra a jelenlegi becslések szerint a 30 milliárd működő eszköz is lehet világszerte.
Az IoT végpontok tipikusan rádiós közeghozzáféréssel rendelkeznek. Ezek közül jelenleg – az 5G hálózatok megjelenéséig – a mobilszolgáltatók garantált, felügyelt környezetet az NB-IoT (NarrowBand IoT) és a Cat-M1 technológiák segítségével tudnak nyújtani. Munkám során ezeket a 3GPP által szabványosított technológiákat vizsgálom. Ezek a technológiák a meglévő LTE hálózatot használják, kisebb átkonfigurálások mellett. Számos kedvező tulajdonsággal rendelkeznek, ami részben a licenszelt frekvenciákból ered, valamint abból, hogy az LTE hálózat meglévő funkcióit tudják használni.
Annak érdekében, hogy a végfelhasználók számára garantálni lehessen a szolgáltatások megfelelő minőségét, alapos mérésekre, vizsgálatokra van szükség az NB-IoT és Cat-M1 képes eszközökön és hálózaton. Ezekből viszont egyelőre kevés az ismert és bevált eljárás, és nincs egységesen elfogadott metódus, hogy adott paramétert hogyan kell mérni - milyen főbb KPI (Key Parameter Indicator)-ok teljesülése esetén fogadható el az adott hálózat minősége. Az IoT eszközök egyik leganagyobb technológiai igénye az alacsony energia fogyasztás és az így elérhető hosszú, akár több éves beavatkozás mentes üzemidő.
Dolgozatomban megvizsgálom a jelenlegi IoT use-case-ek adatigényeit és jellegzetességeit, milyen gyakran és mekkora adatátvitelre van szüksége az adott felhasználásnak. Az ezekből kialakított néhány jellegzetes felhasználásra méréseket végzek, majd ezeknek az adatforgalmaknak a függvényében vizsgálom az eszközök fogyasztását, megállapítom az adott felhasználáshoz milyen beállítások (PSM, eDRX, stb.) az optimálisak. Az elvégzett mérések alapján becslést készítek mennyi lesz az adott berendezés várható élettertama egy akkumulátor tápforrásról üzemeltetve.
szerző
-
Ficzere Dániel
Villamosmérnöki szak, alapképzés
alapképzés (BA/BSc)
konzulensek
-
Dr. Varga Pál
egyetemi docens, Távközlési és Médiainformatikai Tanszék -
Soós Gábor
hálózatvezérlő senior mérnök, Magyar Telekom Nyrt. (külső)
