Μελέτη επικοινωνίας Narrow-Band IoT συσκευών μέσω δορυφορικής ζεύξης ; Communication Study in Narrow-Band IoT over satellite

Στόχος αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη, η προσομοίωση και η τεχνολογική πρόταση με βάση την 3GPP για την εγκατάσταση LTE ΝΒ-ΙοΤ αισθητήρων και συσκευών Machine to Machine σε απομακρυσμένες περιοχές όπου δεν υπάρχει σύνδεση μεταξύ σταθμού βάσης και δικτύου κορμού, χρησιμοποιώντας GEO ή LEO δορυφόρους. Το LTE-Α είναι πρωτόκολλο επικοινωνίας που χρησιμοποιείται ευρέως στις κινητές επικοινωνίες σήμερα. Προσφέρει ένα σύνολο πλεονεκτημάτων όπως, υψηλή ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων και μεγάλη ευελιξία. Προκειμένου όμως να καλυφθούν οι απαιτήσεις σε ενέργεια και κόστος του δικτύου αυτού, οι σύγχρονες κινητές συσκευές επιβάλλεται να διαθέτουν μεγάλη χωρητικότητα μπαταρίας ώστε να μπορούν να εξυπηρετήσουν των υψηλών επιδόσεων επεξεργαστή ο οποίος θα επεξεργάζεται το πρωτόκολλο LTE-A. Γίνεται λοιπόν σαφές ότι ένα τέτοιο πρωτόκολλο θα ήταν αδύνατον να εγκατασταθεί σε μία συσκευή η οποία θα έπρεπε να διατηρηθεί ενεργή χωρίς φόρτιση για μεγάλο χρονικό διάστημα (διάρκεια ~ 10 χρόνια). Η τεχνολογία Narrowband του LTE-Α η οποία είναι πρωτοπόρα στην εξοικονόμηση ενέργειας (διάρκεια μπαταριών ~ 10 χρόνια), αλλά και στην εξοικονόμηση κόστους συντηρήσεων των εξοπλισμών, χάρη στην επαναστατική αρχιτεκτονική της η οποία λαμβάνει τα βέλτιστα χαρακτηριστικά της τεχνολογίας του LTE-Α αλλά με μικρές παραλλαγές, πετυχαίνει τη μέγιστη εξοικονόμηση ενέργειας. Το πρωτόκολλο επικοινωνίας NB-IoT είναι κατάλληλο για χρήση σε αισθητήρες χαμηλού κόστους οι οποίοι διαθέτουν αυτόνομη μονάδα παροχής ενέργειας (μπαταρίες) και δεν διαθέτουν μεγάλη επεξεργαστική ισχύ. Το πρωτόκολλο αυτό επιτρέπει την εγκατάσταση ΙοΤ συσκευών σε απομακρυσμένες περιοχές (Βουνά) όπου μπορούν να μείνουν ενεργές για αρκετά χρόνια. Στη περίπτωση όμως που δεν υπάρχει επικοινωνία ΙοΤ συσκευής και σταθμού βάσης λόγω της μορφολογίας του περιβάλλοντος (Έρημος, Ωκεανοί), επιβάλλεται να χρησιμοποιηθεί δορυφορική ζεύξη προκειμένου τα δεδομένα να σταλούν επιτυχώς από την ΙοΤ συσκευή στο δίκτυο κορμού. Παρακάτω περιγράφεται με λεπτομέρεια η προτεινόμενη τοπολογία. Η ...