Maklumat

LTE-M: Mesin ke Mesin, komunikasi M2M

LTE-M: Mesin ke Mesin, komunikasi M2M


LTE menyediakan platform yang sesuai untuk mesin ke mesin, komunikasi M @ M. Menggunakan lebar jalur rendah dan kadar data rendah, dengan kategori LTE baru, LTE dapat menyokong bentuk komunikasi ini menggunakan LTE-M

Varian LTE-M LTE memungkinkan liputan jaringan LTE yang sangat besar dapat digunakan untuk komunikasi M2M tanpa perlu memasang rangkaian baru.

LTE-M telah disesuaikan untuk memenuhi keperluan komunikasi IoT M2M dengan pengenalan kategori kadar data rendah yang baru, dan dengan reka bentuk simpul jarak jauh yang teliti, ini memungkinkan jangka hayat bateri yang besar hingga bertahun-tahun dapat dicapai.

Terkait dengan pengenalan LTE-M adalah kategori baru yang diperkenalkan dalam Release 13 (Rel 13) standard 3GPP. Kategori ini merangkumi LTE Cat 1.4MHz dan LTE Cat 200kHz.

Isu utama LTE-M

Terdapat beberapa syarat untuk aplikasi LTE M2M jika sistem selular dapat dilaksanakan dalam senario ini:

  • Hayat bateri yang panjang: Banyak peranti M2M perlu dibiarkan tanpa pengawasan untuk jangka masa yang panjang di kawasan di mana mungkin tidak ada bekalan elektrik. Menyelenggara bateri adalah urusan yang mahal dan oleh itu sebarang peranti mesti mempunyai masa antara pertukaran bateri hingga sepuluh tahun. Ini bermaksud bahawa sistem LTE-M mesti mampu menguras kuasa bateri yang sangat sedikit.
  • Spektrum peranti yang luas: Mana-mana sistem mesin ke mesin LTE mesti dapat menyokong pelbagai jenis peranti. Ini mungkin dari meter pintar hingga mesin layan diri dan pengurusan armada automotif hingga alat keselamatan dan perubatan. Peranti yang berlainan ini mempunyai banyak syarat yang berbeza, oleh itu sistem LTE-M mana pun mesti boleh fleksibel.
  • Kos rendah peranti: Sebilangan besar peranti M2M perlu kecil dan sesuai dengan peralatan yang sangat sensitif terhadap kos. Dengan banyak sistem M2M kos rendah yang sudah ada, LTE-M perlu memberikan kelebihan sistem selular, tetapi dengan kos rendah.
  • Jumlah besar - kadar data rendah: Seperti yang dijangkakan bahawa volume perangkat jarak jauh akan sangat besar, LTE-M harus disusun sedemikian rupa sehingga jaringan dapat menampung sejumlah besar peranti yang terhubung yang mungkin hanya memerlukan sejumlah kecil data untuk dibawa, sering dalam puncak tetapi dengan kadar data yang rendah.
  • Liputan yang dipertingkatkan: Aplikasi LTE-M perlu beroperasi di berbagai lokasi - bukan hanya di tempat penerimaannya baik. Mereka perlu beroperasi di dalam bangunan, selalunya di tempat di mana terdapat sedikit akses dan di mana penerimaannya kurang. Oleh itu, LTE-M mesti dapat beroperasi dalam semua keadaan.

Rel 12 kemas kini untuk LTE-M

Sejumlah kemas kini diperkenalkan di 3GPP Rel 12 untuk menampung keperluan LTE-M.

Kemas kini ini bermaksud bahawa kos modem M2M kos rendah adalah 40 hingga 50% daripada peranti LTE biasa, menjadikannya setanding dengan yang EGPRS.

Untuk memenuhi keperluan ini, kategori UE baru telah dilaksanakan Kategori LTE 0. Kategori ini menentukan keupayaan luas peranti sehingga stesen pangkalan dapat berkomunikasi dengan betul. Baca lebih lanjut mengenai kategori LTE UE.

Modem LTE-M, M2M kos rendah ini mempunyai keupayaan terhad dan adalah:

  • Antena: Terdapat kemampuan untuk hanya satu antena penerima berbanding dua antena penerima untuk kategori peranti lain.
  • Saiz Blok Pengangkutan: Terdapat sekatan pada ukuran blok pengangkutan Peranti LTE-M kos rendah ini dibenarkan untuk mengirim atau menerima hingga 1000 bit data unicast setiap sub-bingkai. Ini mengurangkan kadar data maksimum hingga 1 Mbps di kedua-dua pautan atas dan bawah.
  • Dupleks: Perisian FDD separuh dupleks disokong sebagai ciri pilihan - ini memberikan penjimatan kos kerana ia membolehkan suis RF dan dupleks yang diperlukan agar modem prestasi penuh dikeluarkan. Ini juga bermaksud tidak perlu gelung terkunci fasa kedua untuk penukaran frekuensi, walaupun hanya memiliki satu PLL bermakna masa beralih antara penerimaan dan penghantaran lebih lama.

Ciri LTE-M dirancang untuk Rel 13

Terdapat beberapa ciri yang sedang dicadangkan dan disiapkan untuk pelepasan standard 3GPP seterusnya dari segi kemampuan LTE M2M. Ini merangkumi beberapa keupayaan berikut:

  • Kurangkan lebar jalur menjadi 1.4 MHz untuk pautan atas dan bawah
  • Kurangkan kuasa penghantaran ke 20dBm
  • Kurangkan sokongan untuk mod penghantaran downlink
  • Santai keperluan yang memerlukan tahap pemprosesan yang tinggi, mis. skema modulasi downlink, mengurangkan garis masa HARQ downlink

Kategori UE untuk ini disebut 'Cat 1.4MHz'.

Terdapat peningkatan tambahan untuk LTE-M di bawah Rel 13 dengan pilihan lebar jalur berkurang 200kHz di pautan atas dan bawah - yang sering disebut Narrowband atau NB lte_m. Dengan mengurangkan lebar jalur dan juga kadar data, penyederhanaan modem lebih lanjut dapat dicapai. Kategori UE ini dinamakan 'Cat 200kHz.'

Kategori LTE-M

Adalah mungkin untuk merangkum pelbagai kategori dan pilihan UE untuk modem dan sistem LTE-M.


Perbandingan Keupayaan dan Kerumitan Modem untuk LTE-M
KeupayaanRel 8
Kucing 4
Rel 12
Kucing 0
Rel 13
'Kucing 1.4 MHz'
Rel 13
'Kucing 200kHz'
Kadar puncak pautan bawah (Mbps)150110.2
Kadar Puncak Tertinggi (Mbps)50110.144
Bilangan antena2111
Mod dupleksPenuhSeparuhSeparuhSeparuh
UE menerima lebar jalur (MHz)20201.40.2
Daya penghantaran UE (dBm)23232023
Kerumitan Modem Relatif100%40%20%<15%

Salah satu ukuran utama bagi sebarang nod mesin adalah kerumitan modem. Kerana ini jatuh, begitu juga penggunaan bateri. Dapat dilihat bahawa LTE Cat 1.4MHz dan LTE Cat 200kHz mempunyai modem kerumitan yang sangat rendah jika dibandingkan dengan modem Cat 4.

Oleh itu LTE Cat 1.4MHz dan LTE Cat 200kHz akan digunakan secara meluas untuk aplikasi LTE-M dan M2M.

LTE-M membolehkan LTE menyediakan perkhidmatan yang disesuaikan untuk memenuhi keperluan banyak aplikasi IoT dan M2M yang kini sedang dikembangkan. Dengan nod IoT yang diharapkan dapat mencapai 20 hingga 30 bilion peranti dalam beberapa tahun, perlu LTE menangani sektor pasaran ini dan memberikan penyelesaian yang sesuai. Ini telah dicapai dengan menggunakan LTE-M.

Topik Kesambungan Tanpa Wayar & Berwayar:
Asas Komunikasi Mudah Alih2G GSM3G UMTS4G LTE5GWiFiIEEE 802.15.4DECT phonelesslessNFC- Near Field CommunicationNetworking fundamentalApa itu CloudEthernetData udaraUSBSigFoxLoRaVoIPSDNNFVSD-WAN
Kembali ke Kesambungan Tanpa Wayar & Berwayar

Tonton videonya: nRF5 SDK for HomeKit and NFC demo (November 2020).