IoT alkalmazások vizsgálata Cat-M1 és NB-IoT hálózati hozzáféréssel

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Varga Pál
Távközlési és Médiainformatikai Tanszék

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 kommunikálnak 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 (3rd Generation Partnership Project) 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 elemeit 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-ok (Key Parameter Indicator) teljesülése esetén fogadható el az adott hálózat minősége. Az IoT eszközök egyik legnagyobb technológiai igénye az alacsony energia fogyasztás és az így elérhető hosszú, több éves beavatkozás-mentes üzemidő.

Dolgozatomban megvizsgálom a jelenlegi IoT use-case-ek adatigényeit és jellegzetességeit, kiemelve azt, hogy 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, hogy az adott felhasználáshoz milyen beállítások az optimálisak. Az elvégzett mérések alapján becslést készítek arról, hogy mennyi lesz az adott berendezés várható élettertama egy akkumulátor tápforrásról üzemeltetve.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.