Μελέτη βελτιστοποίησης του Ρυθμού Επιτυχούς Προσβάσεως σε υπηρεσία NB-IoT

Abstract

Το NarrowBand-Internet of Things (NB-IoT) είναι μια τεχνολογία ασύρματης πρόσβασης που τυποποιήθηκε πρόσφατα από το 3GPP. Για την παροχή αξιόπιστων συνδέσεων με εκτεταμένη κάλυψη, εφαρμόζεται ένα σχήμα μετάδοσης επανάληψης τόσο στη διαδικασία του καναλιού τυχαίας πρόσβασης (RACH) όσο και στη μετάδοση δεδομένων. Σε αυτό το project, μελετούμε την βελτιστοποίηση του ρυθμού επιτυχούς προσβάσεως RACH Success Rate σε υπηρεσία NB-IoT λαμβάνοντας υπόψη την επαναλαμβανόμενη μετάδοση και τη σύγκρουση του προοιμίου. Στο πρώτο κεφάλαιο αυτής της εργασίας περιγράφουμε το πρωτόκολλο Aloha και τον εκσυγχρονισμό του Slotted Aloha το οποίο μας βοηθάει να κατανοήσουμε καλυτέρα από την μαθηματική περιγραφή. Έγινε πλήρη ανάλυση της ακολουθίας της σηματοδοσίας και των λεπτομερειών που συνεπάγονται από την διαδικασία τυχαίας πρόσβασης στο LTE.Επίσης ασχολούμαστε με την διαδικασία τυχαίας πρόσβασης στο NB-IOT. Εξηγούμε το signaling flow όπου επεξηγεί πως γίνεται η διασύνδεση μίας συσκευής NB-IoT στο δίκτυο. Επιπρόσθετα επεξηγούμε το κάθε βήμα αναλυτικά από το flow diagram. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναπτύσσουμε ένα μαθηματικό μοντέλο το οποίο θα μελετάει την διαδικασία εισόδου της συσκευής στο δίκτυο NB-IoT σε σχέση με τον αριθμό των συνδρομητών και τις παραμετροποιήσιμες 3GPP παραμέτρους. Τέλος εξάχθηκε η ακριβής έκφραση της πιθανότητας αποτυχίας RACH σε διάφορες προσεγγίσεις. Στο τρίτο και τελευταίο κεφάλαιο της παρούσης εργασίας παρουσιάστηκαν τα συμπεράσματα με την μορφή παραμετρικών καμπυλών από τους τελικούς τύπους που αναδεικνύουν την πρόταση βελτιστοποίησης μας. Για να σχεδιάσουμε τις καμπύλες χρησιμοποιήσαμε τον λογισμικό Matlab που μας δίνει την ευκαιρία το Πανεπιστήμιο Πελοποννήσου να το χρησιμοποιούμε δωρεάν. Τέλος στο παράρτημα υπάρχει ο κώδικας που τρέξαμε στο Μatlab για να παρουσιάσουμε τις παραμετρικές καμπύλες.