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LTE-M: Máquina para Máquina, comunicações M2M

LTE-M: Máquina para Máquina, comunicações M2M


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O LTE fornece uma plataforma ideal para comunicação M @ M, máquina a máquina. Usando baixa largura de banda e baixas taxas de dados, com novas categorias LTE, LTE é capaz de suportar esta forma de comunicação usando LTE-M

A variante LTE-M do LTE permite que a enorme cobertura das redes LTE seja utilizada para comunicações M2M sem a necessidade de instalação de uma nova rede.

O LTE-M foi adaptado para atender às necessidades de comunicações IoT M2M com a introdução de novas categorias de baixa taxa de dados e com um projeto cuidadoso dos nós remotos, o que permite alcançar enormes durações de bateria que se estendem por muitos anos.

Associadas à introdução do LTE-M estão novas categorias que foram introduzidas na Versão 13 (Rel 13) dos padrões 3GPP. Essas categorias incluem LTE Cat 1.4MHz e LTE Cat 200kHz.

Principais problemas de LTE-M

Existem vários requisitos para aplicações LTE M2M se o sistema celular deve ser viável nestes cenários:

  • Bateria de longa duração: Muitos dispositivos M2M precisarão ser deixados sem supervisão por longos períodos em áreas onde pode não haver fonte de alimentação. A manutenção de baterias é um negócio caro e, portanto, qualquer dispositivo deve ter um tempo entre as trocas de bateria de até dez anos. Isso significa que o sistema LTE-M deve ser capaz de drenar muito pouca energia da bateria.
  • Amplo espectro de dispositivos: Qualquer sistema LTE máquina para máquina deve ser capaz de suportar uma ampla variedade de diferentes tipos de dispositivos. Eles podem variar de medidores inteligentes a máquinas de venda automática e gerenciamento de frota automotiva a dispositivos médicos e de segurança. Esses diferentes dispositivos têm muitos requisitos diferentes, portanto, qualquer sistema LTE-M precisa ser flexível.
  • Baixo custo de aparelhos: A maioria dos dispositivos M2M precisa ser pequena e caber em equipamentos muito sensíveis ao custo. Com muitos sistemas M2M de baixo custo já disponíveis, o LTE-M precisa fornecer os benefícios de um sistema celular, mas com baixo custo.
  • Grandes volumes - baixas taxas de dados: Como se prevê que os volumes de dispositivos remotos serão enormes, o LTE-M deve ser estruturado de modo que as redes sejam capazes de acomodar um grande número de dispositivos conectados que podem exigir que apenas pequenas quantidades de dados sejam transportadas, muitas vezes em picos curtos mas com baixas taxas de dados.
  • Cobertura aprimorada: Os aplicativos LTE-M precisarão operar em uma variedade de locais - não apenas onde a recepção for boa. Eles precisarão operar dentro de edifícios, geralmente em posições onde há pouco acesso e onde a recepção pode ser ruim. Conseqüentemente, o LTE-M deve ser capaz de operar sob todas as condições.

Rel 12 atualizações para LTE-M

Uma série de atualizações foram introduzidas no 3GPP Rel 12 para acomodar os requisitos LTE-M.

Essas atualizações significam que o custo de um modem M2M de baixo custo pode ser de 40 a 50% do de um dispositivo LTE comum, tornando-os comparáveis ​​aos de EGPRS.

Para acomodar esses requisitos, uma nova categoria de UE foi implementada LTE Categoria 0. Essas categorias definem os amplos recursos do dispositivo para que a estação base seja capaz de se comunicar adequadamente. Leia mais sobre as categorias LTE UE.

Esses modems LTE-M, M2M de baixo custo têm capacidade limitada e são:

  • Antenas: Existe a capacidade para apenas uma antena de recepção em comparação com duas antenas de recepção para outras categorias de dispositivos.
  • Tamanho do bloco de transporte: Há uma restrição no tamanho do bloco de transporte. Esses dispositivos LTE-M de baixo custo podem enviar ou receber até 1000 bits de dados unicast por sub-quadro. Isso reduz a taxa máxima de dados para 1 Mbps no uplink e no downlink.
  • Duplex: Dispositivos FDD half duplex são suportados como um recurso opcional - isso fornece economia de custos porque permite que switches RF e duplexadores que são necessários para os modems de desempenho total sejam removidos. Isso também significa que não há necessidade de um segundo loop de bloqueio de fase para a conversão de frequência, embora ter apenas um PLL signifique que os tempos de comutação entre recepção e transmissão são mais longos.

Recursos LTE-M planejados para Rel 13

Existem vários recursos que estão sendo propostos e preparados para o próximo lançamento dos padrões 3GPP em termos de capacidades LTE M2M. Isso inclui alguns dos seguintes recursos:

  • Reduza a largura de banda para 1,4 MHz para uplink e downlink
  • Reduza a potência de transmissão para 20dBm
  • Reduz o suporte para modos de transmissão de downlink
  • Relaxe os requisitos que exigem altos níveis de processamento, por exemplo, esquema de modulação de downlink, reduza a linha do tempo HARQ de downlink

A categoria UE para isso está sendo denominada 'Cat 1.4MHz'.

Há um aprimoramento adicional para LTE-M no Rel 13 com uma opção de largura de banda reduzida de 200 kHz no uplink e no downlink - freqüentemente denominado Narrowband ou NB lte_m. Reduzindo a largura de banda e também a taxa de dados, uma simplificação adicional do modem pode ser alcançada. A categoria UE disso está sendo denominada 'Cat 200kHz'.

Categorias LTE-M

É possível resumir as várias categorias e opções de UE para modems e sistemas LTE-M.


Comparação de capacidades e complexidades de modem para LTE-M
CapacidadeRel 8
Cat 4
Rel 12
Cat 0
Rel 13
'Cat 1.4 MHz'
Rel 13
'Cat 200kHz'
Taxa de pico de downlink (Mbps)150110.2
Taxa de pico de uplink (Mbps)50110.144
Número de antenas2111
Modo duplexCheioMetadeMetadeMetade
UE recebe largura de banda (MHz)20201.40.2
Potência de transmissão UE (dBm)23232023
Complexidade relativa do modem100%40%20%<15%

Uma das principais medidas para qualquer nó de máquina é a complexidade do modem. À medida que diminui, o mesmo ocorre com o consumo da bateria. Pode ser visto que LTE Cat 1.4MHz e LTE Cat 200kHz têm modems de complexidade muito mais baixa quando comparados a um modem Cat 4.

Conseqüentemente, LTE Cat 1.4MHz e LTE Cat 200kHz serão amplamente utilizados para aplicações LTE-M e M2M.

O LTE-M permite que a LTE forneça um serviço personalizado para atender às necessidades de muitos aplicativos IoT e M2M que estão sendo desenvolvidos agora. Com a expectativa de que os nós de IoT alcancem de 20 a 30 bilhões de dispositivos em poucos anos, era necessário que o LTE abordasse esse setor do mercado e fornecesse uma solução adequada. Isso foi conseguido usando LTE-M.

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Assista o vídeo: NarrowBand IoT - Overview (Julho 2022).


Comentários:

  1. Nezilkree

    Agree, this is the fun play

  2. Mikall

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  3. Fath

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  4. Braoin

    Certamente.

  5. Botolff

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  6. Kajidal

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  7. Ioachime

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