Narrowband-IoT-Datenübertragungsverfahren für massive Maschinenkommunikationen

Großflächige Bereitstellungen von massiven Maschinenkommunikationen stellen mehrere Herausforderungen für Mobilfunknetze dar. Um die Herausforderungen der massiven Maschinenkommunikation oder allgemeiner des Internets der Dinge (IoT) zu bewältigen, hat die 3GPP Narrowband IoT (NB-IoT) als Teil von Release 13 entwickelt. NB-IoT wurde entwickelt, um eine bessere Indoor-Abdeckung zu bieten, eine massive Anzahl von Geräten mit geringem Datenvolumen zu unterstützen, mit entspannten Verzögerungsanforderungen und einem niedrigeren Energieverbrauch. NB-IoT nutzt die Funktionalität der Langzeitentwicklung mit Vereinfachungen und Optimierungen. Insbesondere für kleine Datenübertragungen legt NB-IoT zwei Verfahren fest, um die erforderliche Signalisierung zu reduzieren: eines basiert auf der Steuerebene und das andere auf der Benutzerebene (UP). In dieser Arbeit geben wir einen Überblick über diese Verfahren sowie eine Bewertung ihrer Leistung. Die Ergebnisse des Energieverbrauchs zeigen, dass beide Optimierungen eine Verlängerung der Batterielebensdauer von mehr als zwei Jahren für einen großen Bereich in den betrachteten Fällen und bis zu acht Jahre für CP mit guter Abdeckung erreichen. In Bezug auf die Zellkapazität relativ zur Dienstanforderung erzielt CP Gewinne von 26 bis 224 Prozent, und UP reicht von 36 bis 165 Prozent. Der Vergleich der Optimierungen von CP und UP ergibt ähnliche Ergebnisse, mit Ausnahme einiger spezifischer Konfigurationen.