CBL - Campus del Baix Llobregat

Projecte llegit

Títol: Análisis teórico y experimental de las prestaciones de la tecnología NB-IoT.

Estudiants que han llegit aquest projecte:

Director/a: GARCÍA LOZANO, MARIO

Departament: TSC

Títol: Análisis teórico y experimental de las prestaciones de la tecnología NB-IoT.

Data inici oferta: 22-01-2019     Data finalització oferta: 22-09-2019


Estudis d'assignació del projecte:
    GR ENG SIS TELECOMUN
Tipus: Individual
 
Lloc de realització: EETAC
 
Segon director/a (UPC): VALENZUELA GONZÁLEZ, JOSÉ LUIS
 
Paraules clau:
IoT, NB-IoT, LTE, redes celulares, módems NB-IoT
 
Descripció del contingut i pla d'activitats:
El presente Trabajo de Final de Grado tiene como objetivo
realizar un estudio exhaustivo de
la tecnología NB-IoT, perteneciente a la familia LTE. Para
ello, se realizará un análisis
teórico y experimental que deberá identificar los cuellos de
botella y límites del estándar
actual. El estudio será exhaustivo y se realizará desde tres
puntos de vista:

1) Estudio teórico: análisis y estudio del estándar,
identificación de los parámetros con
un mayor impacto en el rendimiento de los servicios.
Identificación de servicios IoT
adecuados y no adecuados.
2) Elaboración de un simulador y análisis en condiciones de
laboratorio. El simulador
deberá actual de demostrador tecnológico y recoger los
aspectos aprendidos durante la fase
teórica.
3) Pruebas de campo con módems comerciales. Finalmente se
realizarán pruebas sobre
diferentes módems comerciales y con ayuda de osciloscopio y
analizador de espectros se
realizará una caracterización final en condiciones reales,
sobre la red de un operador.
 
Overview (resum en anglès):
This project aims at analyzing the NB-IoT technology both in a theoretical and practical manner. Its performance has been assessed from three different and complementary viewpoints: theoretical analysis, creation of a simulator with the corresponding simulations and measurements with a NB-IoT device in a real network deployment.

The theoretical calculations have been performed under different NB-IoT configurations, with different levels of data protection / redundancy. The worst case allows very deep coverage conditions but it does negatively impact on transmission times. For short data packets throughput levels are acceptable. On the other hand, large packets of 1 Mbyte show unacceptable transmission times of more than 12 days for the worst case scenario.

A simulator of NB-IoT has been designed to compare the simulations with the theoretical cases and to allow the user to simulate any downlink or uplink scenario configuring all the possible parameters allowed by NB-IoT. Results reveal that the initial point of the downlink transmission in the system frame affect the total transmission time, which means that average theoretical calculations may show an approximation error. In the uplink, resource allocation algorithms should smartly consider NPRACH opportunities occupation to minimize transmission delays, which can be very large for certain configurations.

Finally, using Vodafone’s NB-IoT network, some uplink data transmissions have been performed and analyzed with different data packet length for an intermediate coverage and a bad coverage case. The results have revealed a high variability in the transmission times and the way of transmitting the packet even with similar coverage levels. The real scenario has been reproduced in the simulator and the results have been compared with the real measurements.

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