diff options
Diffstat (limited to 'text')
| -rw-r--r-- | text/chipy.tex (renamed from text/reseni.tex) | 0 | ||||
| -rw-r--r-- | text/hovnoZSemestralky.tex (renamed from text/vysledky.tex) | 0 | ||||
| -rw-r--r-- | text/labina.tex | 83 | ||||
| -rw-r--r-- | text/mobil.tex | 1 | ||||
| -rw-r--r-- | text/osnova.tex | 115 | ||||
| -rw-r--r-- | text/protokolyLPWAN.tex (renamed from text/teorie.tex) | 49 | ||||
| -rw-r--r-- | text/uvod.tex | 2 | ||||
| -rw-r--r-- | text/venek.tex | 20 | ||||
| -rw-r--r-- | text/zhodnoceni.tex | 8 |
9 files changed, 166 insertions, 112 deletions
diff --git a/text/reseni.tex b/text/chipy.tex index 5778e42..5778e42 100644 --- a/text/reseni.tex +++ b/text/chipy.tex diff --git a/text/vysledky.tex b/text/hovnoZSemestralky.tex index c94f8ce..c94f8ce 100644 --- a/text/vysledky.tex +++ b/text/hovnoZSemestralky.tex diff --git a/text/labina.tex b/text/labina.tex new file mode 100644 index 0000000..1e52302 --- /dev/null +++ b/text/labina.tex @@ -0,0 +1,83 @@ +\chapter{Laboratory testing} + +\textit{Každá section jak protokol, Co chci změřit, Fyzika - princip toho co měřím, čím to měřím, zapojení měřící techniky, tabulky, graf} + +\section{Comunication range} + +One of main considaritation when choosing a IoT platfrom is communication range. Main source of attenuation of radio energy caused by electric field dispersion/diffusion of electric field. This effect if best desribed by \ac{FSPL}: + +\begin{equation} + FSPL=\left( \frac{4 \pi d}{\lambda} \right) ^2 +\end{equation} + +Signal attenuation is also dependent on directivity of antennas and loss on connectors and \textbf{electrical wiring}. When antenna and transmition total \textbf{gain} is constant and can be added to equation like this: + +\begin{equation} + A = D_{ANT} \cdot A_{RX} \cdot \left( \frac{4 \pi d}{\lambda} \right) ^2 +\end{equation} + +Where $D_{ANT}$ is directivity of antenna and $A_{RX}$ is total loss from \ac{RF} connector to \ac{LTE} modem. These must be accounted to only when maasuring on directly on LTE modem. + +This can be coverted to simplify calculation to decibel form: + +\begin{equation} + A = D_{ANT}^{[dB]} + A_{RX}^{[dB]} + 10 \cdot \log_{10} \left( \frac{4 \pi d}{\lambda} \right) ^2 +\end{equation} + +From this a maximal range can be simulated using \ac{RF} attenuators in laboratory enviroment by converting + +\begin{equation} + d = A_{max} +\end{equation} + +Dosah zásvisí na vzdálenosti, v ideálních podmínkách line of sight Free-space path loss + +Popis Free-space path loss, teorie, vzorečky + +Technika - variable attenuator, + +Tabulka utlum , km ve free-space , teoreticka sila signalu , signal na vstupu podle FW , packet drop / BER + +\section{Noise immunity - reliability} + +Noise makes signal bad, reciver much sad. + +Teorie, vzorecky, Bit error rate, Added white gausian noise + +Teoreticke vypocty pro NB-IoT, LTE-M, DECT NR+ + +Technika zdroj šumu, směšovač, + +Pro jednotlivé AWGN a CNR carier noise ratio +Tabulka utlum , km ve free-space , teoreticka sila signalu , signal na vstupu podle FW , packet drop / BER , spotřeba + +\section{Power consumtion} + +Globalni oteplovani bad, small battery good + +Technika Power Profiler Kit II + +\section{Latency} + +Pro jednotlivé AWGN a CNR carier noise ratio +Tabulka utlum , km ve free-space , teoreticka sila signalu , signal na vstupu podle FW , packet drop / BER , spotřeba , latence + +Experimentální ověření NB-IoT, LTC-M, DECT NR+: +\begin{itemize} + \item dosah - popis cesty šíření ve volném prostoru, odkaz na teoretický výpočet útlumi vzdáleností ve volném prostředí ve vzduchu. Popis atenuátoru. + \item spotřeba - variabilní snižování síly signálu, popis Power Profiler Kit II + \item přenosová rychlost - primárně pro DECT, praktická superhurbá přenosová rychlost UDP Byty/(čas od konce do začátku sleep) + \item odolnost vůči šumu - VF generátor šumu, teorie +\end{itemize} + +Experimentální ověření DECT NR+ navíc: +\begin{itemize} + \item spolehlivost - + \item latence - +\end{itemize} + +Teorie mereni - Náhradní modely prostředí. Degradace signálu. + +Popis experimentální instrumentace a sestav. + +Spotřeba, packet drop, rychlost, latence závislá na útlumu (popř. intenzita bílého šumu) (vsechny protokoly) diff --git a/text/mobil.tex b/text/mobil.tex new file mode 100644 index 0000000..e8a2588 --- /dev/null +++ b/text/mobil.tex @@ -0,0 +1 @@ +\chapter{Field testing of mobile capabilities of nRF916X-DK} diff --git a/text/osnova.tex b/text/osnova.tex index a4c0c82..0c31966 100644 --- a/text/osnova.tex +++ b/text/osnova.tex @@ -5,13 +5,13 @@ \item doplnit grafy nárůstu IoT zařízení \end{itemize} -\section{Established communication standards for IoT devices} +\paragraph{Established communication standards for IoT devices} \begin{itemize} \item doplnit GSM, LoRa, Zigbee, Sigfox, Wifi, ESP32, 433 MHz \end{itemize} -\section{4G IoT network standards (LPWAN)} +\paragraph{4G IoT network standards (LPWAN)} \begin{itemize} \item převzít kapitolu 1.2. @@ -22,14 +22,14 @@ https://blog.nordicsemi.com/getconnected/what-is-cellular-iot https://www.nordicsemi.com/Products/Wireless/Low-power-cellular-IoT/Development-tools?lang=en\#infotabs -\section{5G IoT network standards} +\paragraph{5G IoT network standards} \begin{itemize} \item převzít kapitolu 1.3, doplnit 5G trojuhelník \item zestručnit kapitolu 1.3.1 URLLC, bez zbytečných detailů \end{itemize} -\section{DECT NR+ standard for 5G IoT networks} +\paragraph{DECT NR+ standard for 5G IoT networks} \begin{itemize} \item Stary DECT a IP telefony, pasmo, HW vrstva, NR a teorie prenosovych rychlosti @@ -82,113 +82,6 @@ https://blog.nordicsemi.com/getconnected/the-next-step-for-m2m-communications \end{itemize} -\chapter{Laboratory testing} - -\textit{Každá section jak protokol, Co chci změřit, Fyzika - princip toho co měřím, čím to měřím, zapojení měřící techniky, tabulky, graf} - -\section{Comunication range} - -One of main considaritation when choosing a IoT platfrom is communication range. Main source of attenuation of radio energy caused by electric field dispersion/diffusion of electric field. This effect if best desribed by \ac{FSPL}: - -\begin{equation} - FSPL=\left( \frac{4 \pi d}{\lambda} \right) ^2 -\end{equation} - -Signal attenuation is also dependent on directivity of antennas and loss on connectors and \textbf{electrical wiring}. When antenna and transmition total \textbf{gain} is constant and can be added to equation like this: - -\begin{equation} - A = D_{ANT} \cdot A_{RX} \cdot \left( \frac{4 \pi d}{\lambda} \right) ^2 -\end{equation} - -Where $D_{ANT}$ is directivity of antenna and $A_{RX}$ is total loss from \ac{RF} connector to \ac{LTE} modem. These must be accounted to only when maasuring on directly on LTE modem. - -This can be coverted to simplify calculation to decibel form: - -\begin{equation} - A = D_{ANT}^{[dB]} + A_{RX}^{[dB]} + 10 \cdot \log_{10} \left( \frac{4 \pi d}{\lambda} \right) ^2 -\end{equation} - -From this a maximal range can be simulated using \ac{RF} attenuators in laboratory enviroment by converting - -\begin{equation} - d = A_{max} -\end{equation} - -\newpage - -Dosah zásvisí na vzdálenosti, v ideálních podmínkách line of sight Free-space path loss - -Popis Free-space path loss, teorie, vzorečky - -Technika - variable attenuator, - -Tabulka utlum , km ve free-space , teoreticka sila signalu , signal na vstupu podle FW , packet drop / BER - -\section{Noise immunity - reliability} - -Noise makes signal bad, reciver much sad. - -Teorie, vzorecky, Bit error rate, Added white gausian noise - -Teoreticke vypocty pro NB-IoT, LTE-M, DECT NR+ - -Technika zdroj šumu, směšovač, - -Pro jednotlivé AWGN a CNR carier noise ratio -Tabulka utlum , km ve free-space , teoreticka sila signalu , signal na vstupu podle FW , packet drop / BER , spotřeba - -\section{Power consumtion} - -Globalni oteplovani bad, small battery good - -Technika Power Profiler Kit II - -\section{Latency} - -Pro jednotlivé AWGN a CNR carier noise ratio -Tabulka utlum , km ve free-space , teoreticka sila signalu , signal na vstupu podle FW , packet drop / BER , spotřeba , latence - -Experimentální ověření NB-IoT, LTC-M, DECT NR+: -\begin{itemize} - \item dosah - popis cesty šíření ve volném prostoru, odkaz na teoretický výpočet útlumi vzdáleností ve volném prostředí ve vzduchu. Popis atenuátoru. - \item spotřeba - variabilní snižování síly signálu, popis Power Profiler Kit II - \item přenosová rychlost - primárně pro DECT, praktická superhurbá přenosová rychlost UDP Byty/(čas od konce do začátku sleep) - \item odolnost vůči šumu - VF generátor šumu, teorie -\end{itemize} - -Experimentální ověření DECT NR+ navíc: -\begin{itemize} - \item spolehlivost - - \item latence - -\end{itemize} - -Teorie mereni - Náhradní modely prostředí. Degradace signálu. - -Popis experimentální instrumentace a sestav. - -Spotřeba, packet drop, rychlost, latence závislá na útlumu (popř. intenzita bílého šumu) (vsechny protokoly) - - -\chapter{Field application testing of nRF9161-DK} - -Externí interference: mikrovlnka… - -\begin{itemize} - \item Urban environment (industrial plant, underground spaces, bunkers) - \begin{itemize} - \item co testovat? - \item nějaká aplikační deska pro „průmysl“? - \end{itemize} - \item Rural environment (open field, forest) - - \item Herd monitoring application (Temp+RH, Accel, Light, GPS) - \begin{itemize} - \item GPS functionality - \item FOTA - \item ARM CryptoCell - \item ARM TrustZone - \end{itemize} -\end{itemize} diff --git a/text/teorie.tex b/text/protokolyLPWAN.tex index b335a22..6387a49 100644 --- a/text/teorie.tex +++ b/text/protokolyLPWAN.tex @@ -32,7 +32,54 @@ % m2m-communications -\chapter{Communication protocols for IoT devices in 4G/5G mobile networks} +%\chapter{Communication protocols for IoT devices in 4G/5G mobile networks} +\chapter{Communication standards for IoT devices in 4G/5G networks} + +\begin{itemize} + \item převzít kapitolu 1.1 + \item doplnit grafy nárůstu IoT zařízení +\end{itemize} + +\paragraph{Established communication standards for IoT devices} + +\begin{itemize} + \item doplnit GSM, LoRa, Zigbee, Sigfox, Wifi, ESP32, 433 MHz +\end{itemize} + +\paragraph{4G IoT network standards (LPWAN)} + +\begin{itemize} + \item převzít kapitolu 1.2. + \item doplnit kapitolu 1.2.3 Comparison of 4G LPWAN with established technologies + \item zrcadlova lambda křivka +\end{itemize} + +https://blog.nordicsemi.com/getconnected/what-is-cellular-iot +https://www.nordicsemi.com/Products/Wireless/Low-power-cellular-IoT/Development-tools?lang=en\#infotabs + +\paragraph{5G IoT network standards} + +\begin{itemize} + \item převzít kapitolu 1.3, doplnit 5G trojuhelník + \item zestručnit kapitolu 1.3.1 URLLC, bez zbytečných detailů +\end{itemize} + +\paragraph{DECT NR+ standard for 5G IoT networks} + +\begin{itemize} + \item Stary DECT a IP telefony, pasmo, HW vrstva, NR a teorie prenosovych rychlosti +\end{itemize} + +https://www.nordicsemi.com/Products/Wireless/DECT-NR?lang=en\#infotabs +https://www.nordicsemi.com/Products/Wireless/DECT-NR/Applications?lang=en\#infotabs +https://www.nordicsemi.com/Products/Wireless/DECT-NR/Related-publications?lang=en\#infotabs +https://blog.nordicsemi.com/getconnected/could-dect-nr-democratize-massive-iot-in-5g +https://docs.nordicsemi.com/bundle/ps\_nrf9161/page/dect.html\#ariaid-title4 + +https://devzone.nordicsemi.com/nordic/nordic-blog/b/blog/posts/dect-nr-a-technical-dive-into-non-cellular-5g +https://blog.nordicsemi.com/getconnected/the-next-step-for-m2m-communications + + \section{Current situation} diff --git a/text/uvod.tex b/text/uvod.tex index 52924d0..285254e 100644 --- a/text/uvod.tex +++ b/text/uvod.tex @@ -11,6 +11,8 @@ %The third and final part of the thesis describes the practical implementation of an IoT device using the nRF connect ecosystem, which is a set of tools and software for developing and testing IoT applications. It also demonstrates the MQTT communication protocol between the IoT device and a virtual server, which enables the exchange of data and commands in a secure and efficient manner. % +Tu uvod. + % 27 Popis 4G/5g % 28 Nordic a Quactel % 29 nRF s MQTT diff --git a/text/venek.tex b/text/venek.tex new file mode 100644 index 0000000..ce41d75 --- /dev/null +++ b/text/venek.tex @@ -0,0 +1,20 @@ +\chapter{Field application testing of nRF9161-DK} + +Externí interference: mikrovlnka… + +\begin{itemize} + \item Urban environment (industrial plant, underground spaces, bunkers) + \begin{itemize} + \item co testovat? + \item nějaká aplikační deska pro „průmysl“? + \end{itemize} + \item Rural environment (open field, forest) + + \item Herd monitoring application (Temp+RH, Accel, Light, GPS) + \begin{itemize} + \item GPS functionality + \item FOTA + \item ARM CryptoCell + \item ARM TrustZone + \end{itemize} +\end{itemize} diff --git a/text/zhodnoceni.tex b/text/zhodnoceni.tex new file mode 100644 index 0000000..1e7eda6 --- /dev/null +++ b/text/zhodnoceni.tex @@ -0,0 +1,8 @@ +\chapter{Discussion} + + +\begin{itemize} + \item Scénáře použití IoT, vhodnost jednotlivých druhů komunikace pro ně Navrhněte scénáře a možnosti využití 4G/5G komunikace a využívaných standardů (URLLC, LTE-M, NB-IoT) pro průmyslovou IoT komunikaci. + + \item Srovnání experimentálnách výsledků protokolů s teoretickými předpoklady Proveďte detailní měření parametrů. Získané údaje zpracujte a srovnejte s teoretickými předpoklady a jinými v současnosti používanými komunikačními systémy. +\end{itemize} |
