Simulación de un sistema de comunicaciones utilizando la tecnología BN-IoT (Narrow Band–Internet of Things)
DOI:
https://doi.org/10.36825/RITI.10.21.007Palabras clave:
Internet of Things, NB-IoT, 3GPP, Latencia, Duración de la BateríaResumen
Narrow Band-Internet of Things (NB-IoT) fue implementada por 3GPP (3rd Generation Partnership Project) en los Release 13, 14 y 15, como una solución de conectividad de IoT (Internet of Things) pues, a más de ofrecer mejoras de cobertura, NB-IoT demostró ser compatible entre operadores de redes virtuales móviles o no móviles, ubicaciones y proveedores. Además, proporciona garantías de calidad de servicio (QoS) de extremo a extremo y utiliza el espectro con licencia para mejorar la confiabilidad y el rendimiento. Este artículo propone un estudio de la tecnología NB-IoT, aspectos fundamentales de NB-IoT, arquitectura de red, bandas de frecuencias, protocolos de acceso, capas físicas y métricas de calidad de servicio. Además, presenta simulaciones del consumo de energía de los dispositivos NB-IoT durante la transmisión de datos en tres escenarios utilizando Matlab, así como parámetros requeridos para estas simulaciones. Finalmente, se presentan los resultados obtenidos basados en las pérdidas de trayecto, la duración de la batería frente a los canales físicos, las clases de cobertura, la velocidad de datos en los enlaces (ascendente y descendente), y los paquetes enviados por día, los cuales muestran una variación del consumo de energía y del rendimiento de la vida útil de la batería en los dispositivos.
Citas
Lin, Y. B., Tseng, H. C., Lin, Y. W., Chen, L. J. (2019). NB-IoTtalk: A Service Platform for Fast Development of NB-IoT Applications. IEEE Internet of Things Journal, 6 (1), 928-939. https://doi.org/10.1109/JIOT.2018.2865583
Sinha, R. S., Wei, Y., Hwang, S. H. (2017). A survey on LPWA technology: LoRa and NB-IoT. ICT Express, 3 (1), 14-21. https://doi.org/10.1016/j.icte.2017.03.004
Routray, S. K., Sharmila, K. P., Akanskha, E., Ghosh, A. D., Sharma, L., Pappa, M. (2021). Narrowb and IoT (NBIoT) for Smart Cities. Third International Conference on Intelligent Communication Technologies and Virtual Mobile Networks (ICICV). Tirunelveli, India. https://doi.org/10.1109/ICICV50876.2021.9388513
Mangalvedhe, N., Ratasuk, R., Ghosh, A. (2016). NB-IoT deployment study for low power wide area cellular IoT. IEEE 27th Annual International Symposium on Personal, Indoor, and Mobile Radio Communications (PIMRC). Valencia, España. https://doi.org/10.1109/PIMRC.2016.7794567
Beyene, Y. D., Jantti, R., Tirkkonen, O., Ruttik, K., Iraji, S., Larmo, A., Tirronen, T., Torsner, J. (2017). NB-IoT Technology Overview and Experience from Cloud-RAN Implementation. IEEE Wireless Communications, 24 (3), 26-32. https://doi.org/10.1109/MWC.2017.1600418
Díaz Zayas, A., Merino Gómez, P., Rivas Tocado, F. (2018). 3GPP NB-IoT, tecnología y herramientas de medida. XIII Jornadas de Ingeniería telemática (JITEL). Valencia, España. https://doi.org/10.4995/JITEL2017.2017.6577
Routray, S., Hussein, H. M. (2019). Narrowband IoT: An Appropriate Solution for Developing Countries. http://arxiv.org/abs/1903.04850
Kumar Sultania, A., Zand, P., Blondia, C., Famaey, J. (2019). Energy Modeling and Evaluation of NB-IoT with PSM and eDRX. IEEE Globecom Workshops (GC Wkshps). Dhabi, United Arab Emirates. https://doi.org/10.1109/GLOCOMW.2018.8644074
Bhebhe, M. (2019). Performance of Narrow Band Internet of Things (NBIoT) Networks [Master Thesis]. University of Cape Town. https://open.uct.ac.za/handle/11427/31533
Viscaíno Gavilánes, J. J. (2018). Evaluación de rendimiento de las tecnologías 802.11 y LTE para proveer servicios web en redes vehiculares AD-HOC [Tesis de Maestría]. Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Ecuador. http://dspace.espoch.edu.ec/handle/123456789/8348
Schlienz, J., Raddino, D. (2016). Narrowband Internet of Things Whitepaper. https://cdn.rohde-schwarz.com/pws/dl_downloads/dl_application/application_notes/1ma266/1MA266_0e_NB_IoT.pdf
Liberg, O., Sundberg, M., Eric Wang, Y. P., Bergman, J., Sachs, J., Wikström, G. (2020). NB-IoT. En Cellular Internet of Things (2nd. Ed.) (pp. 273-402). Academic Press. https://doi.org/10.1016/b978-0-08-102902-2.00007-8
Mendes da Cruz, R. (2019). Network Planning Model for NB-IoT [Masther Thesis]. Universidade do Porto. https://repositorio-aberto.up.pt/bitstream/10216/122689/2/357491.pdf
Afzal, J. (2017). NB-IoT - Data Rates and Latency. https://www.netmanias.com/en/?m=view&id=blog&no=12609&xtag=iot-nb-iot&xref=nb-iot-data-rates-and-latency
Azari, A., Miao, G., Stefanovic, C., Popovski, P. (2018). Latency-Energy Tradeoff based on Channel Scheduling and Repetitions in NB-IoT Systems. http://arxiv.org/abs/1807.05602
Fernández Orqueda, L. A. (2014). Estudio y simulación del canal móvil para bandas de LTE con distribuciones Rician y Rayleigh en el modelo de propagación Okumura-Hata en base a MATLAB [Tesis de Grado]. Escuela Politécnica Nacional, Ecuador, Quito. http://bibdigital.epn.edu.ec/handle/15000/7322
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