HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------
Đào Khánh Tường
ĐỀ CƯƠNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)
Hà Nội - 2021
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------
Đào Khánh Tường
PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG SỬ DỤNG NB – IoT
THỰC HIỆN KẾT NỐI NHIỀU THIẾT BỊ
CHUYÊN NGÀNH : KỸ THUẬT VIỄN THÔNG
MÃ SỐ: 8.52.02.08 (Kỹ thuật Viễn thông)8
ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. Nguyễn Kim Quang
HÀ NỘI - 2021
1
MỤC LỤC
I. MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 3
1. Lý do chọn đề tài: ................................................................................................ 3
2. Tổng quan về vấn đề nghiên cứu: ....................................................................... 4
3. Mục đích nghiên cứu: .......................................................................................... 5
4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: ...................................................................... 5
5. Phương pháp nghiên cứu:.................................................................................... 6
II. NỘI DUNG ............................................................................................................ 7
CHƯƠNG 1: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ NB-IOT ....................................... 7
1.1. Một số chuẩn giao tiếp trong IoT .................................................................. 7
1.1.1. Bluetooth ................................................................................................. 7
1.1.2. Zigbee ..................................................................................................... 8
1.1.3. Z-wave .................................................................................................... 8
1.1.4. 6LoWPAN .............................................................................................. 9
1.1.5. Thread ..................................................................................................... 9
1.1.6. Wifi. ...................................................................................................... 10
1.1.7. Neul ....................................................................................................... 10
1.1.8. LIFI ....................................................................................................... 11
1.1.9. LoRa ...................................................................................................... 12
1.1.10. PLC ....................................................................................................... 13
1.2. Mạng diện rộng công suất thấp LPWAN .................................................... 14
1.2.1. Khái niệm mạng LPWAN..................................................................... 14
1.2.2. Các công nghệ LPWAN khác nhau ...................................................... 15
1.3. Tổng quan LTE ............................................................................................ 17
1.3.1. Tần số và điều chế ................................................................................ 17
1.3.2. Kiến trúc mạng ...................................................................................... 17
1.3.3. Giao thức ngăn xếp ............................................................................... 19
1.3.4. Lớp vật lý .............................................................................................. 21
1.4. Công nghệ NB – IoT ................................................................................... 25
1.4.1. Chế độ hoạt động .................................................................................. 25
1.4.2. Lớp vật lý .............................................................................................. 26
1.4.3. Sự khác biệt chính giữa NB-IoT và LTE .............................................. 27
CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG .............................................. 29
2.1. Trình mô phỏng Mạng ................................................................................. 29
Mô đun mô phỏng ............................................................................................. 29
2.2. Các mô hình kênh truyền bá ........................................................................ 32
2.2.1. Ngoài trời: ITUR1411NLOS Over Rooftop ......................................... 32
2.2.2. Trong nhà: ITU-InH.............................................................................. 32
2.3. Các thông số mô phỏng cho NB-IoT ........................................................... 33
2.4. Các loại trạm gốc và phần đính kèm ........................................................... 33
2.4.1. Trạm gốc trong nhà ............................................................................... 33
2.4.2. Trạm gốc ngoài trời .............................................................................. 34
2
2.4.3. Đính kèm ............................................................................................... 35
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ NB – IOT
CHO KẾT NỐI NHIỀU THIẾT BỊ .......................................................................... 36
3.1. Các trường hợp sử dụng .............................................................................. 36
3.1.1. Ba Ăng ten nối tiếp ............................................................................... 36
3.1.2. Kịch bản thành phố dày đặc .................................................................. 38
3.1.3. Kịch bản không đồng nhất .................................................................... 38
3.2. Kết Luận ...................................................................................................... 40
3.2.1. Ba Ăng ten nối tiếp ............................................................................... 40
3.2.2. Kịch bản thành phố dày đặc .................................................................. 41
3.2.3. NB-IoT với kiến trúc khác nhau ........................................................... 45
4. Kết luận và Hướng nghiên cứu tiếp theo ........................................................ 47
3
I. MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
IoT băng thông hẹp – Narrowband IoT (còn được gọi là NB-IoT hoặc
LTE-M2) là một công nghệ LPWAN không hoạt động trong cấu trúc LTE được cấp
phép. Thay vào đó, nó hoạt động theo một trong ba cách: Độc lập, trong các băng
tần 200 kHz chưa sử dụng trước đây đã được sử dụng cho GSM (Hệ thống toàn cầu
cho thông tin di động), trên các trạm gốc LTE phân bổ một khối tài nguyên cho các
hoạt động NB-IoT hoặc trong các dải bảo vệ của chúng.
Những gã khổng lồ viễn thông như Huawei, Ericsson, Qualcomm và
Vodafone đã cùng nhau đưa ra tiêu chuẩn này kết hợp với 3GPP. Huawei, Ericsson
và Qualcomm quan tâm đến NB-IoT vì nó có một số lợi ích.
Narrowband IoT (NB-IoT) tận dụng công nghệ điều chế DSSS và công nghệ
trải phổ LTE cho kết nối. NB-IoT rất linh hoạt và có thể hoạt động ở băng tần 2G,
3G và 4G, loại bỏ sự cần thiết của cổng, giúp tiết kiệm chi phí về lâu về dài. NB-
IoT có phạm vi phủ sóng trong nhà được cải thiện, hỗ trợ một số lượng lớn thiết bị
thông lượng thấp, độ nhạy kém, tiêu thụ ít điện năng, kiến trúc mạng được tối ưu
hóa và cực kỳ tiết kiệm chi phí.
Giống như LTE-M, NB-IoT có thể được triển khai trong băng tần của nhà
cung cấp dịch vụ LTE thông thường, hoặc độc lập trong phổ chuyên dụng. Ngoài ra,
NB-IoT cũng có thể được triển khai trong dải tần an toàn của nhà mạng LTE. Các
mô-đun chế độ kép (dual mode) hỗ trợ cả NB-IoT và LTE-M sẽ được cung cấp
trong tương lai.
Các ứng dụng NB-IoT có thể hỗ trợ cho nhiều loại dịch vụ. Bao gồm:
Thiết bị đo thông minh (điện, gas và nước)
Dịch vụ quản lý cơ sở
Báo động đột nhập và báo cháy cho nhà cửa & tài sản thương mại
