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M2M/Internet-of-Things

LTE-Upgrade für das mobile IoT

24. November 2015, 10:11 Uhr | Jörg Köpp, Leiter Wireless-Market-Segment, M2M/NFC bei Rohde & Schwarz

Fortsetzung des Artikels von Teil 2

Kostengünstige Geräte mit LTE-Kategorie 0

Mit Einführung der Kategorie 0 wurde erstmals der Versuch unternommen, signifikant kostengünstigere LTE-Modems für den M2M-Markt zu ermöglichen. Idealerweise verbrauchen sie auch weniger Strom. Dazu wurde die Komplexität der Modems verringert, indem die unterstützte Daten-rate auf 1 MBit/s reduziert wurde. Das minimiert die Anforderungen an Rechenleistung und Speicher. Weiterhin verzichten die Hersteller auf den Fullduplex-Mode und auf mehrere Antennen. Deshalb benötigt das Gerät auch keine Duplexfilter, die ansonsten notwendig wären, um Störungen zwischen Sender und Empfänger zu vermeiden. Geräte der Kategorie 0 sind in der Entwicklung und werden wohl im nächsten Jahr vorgestellt.

LTE-Kategorie 0 und 1 im Vergleich

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	Cat 1 (Rel-8)	Cat-0 (Rel-12)
Downlink-Peak-Rate	10 MBit/s	1 MBit/s
Uplink-Peak-Rate	5 MBit/s
UE-RF-Chains	2	1
Duplex-Mode	Full duplex	Half duplex (optional)
UE-Receiver-Bandwidth	20 MHz	20 MHz
Max-UE-Transmit-Power	23 dBm	23 dBm
MIMO-Layer	1	1
Highest DL-Modulation	64QAM	64QAM
Highest UL-Modulation	16QAM	16QAM

Weiterentwicklung von LTE-M

LTE-M hat die ersten Schritte genommen. Rel. 13 beinhaltet weitere Maßnahmen zur Kostensenkung, insbesondere niedrigere Bandbreiten in Uplink und Downlink, niedrigere Datenraten und reduzierte Sendeleistung. Auch eine weitere Senkung des Stromverbrauchs ist geplant. Das betrifft Anwendungen, die den PSM-Mode nicht nutzen können, da die Geräte zumindest in kürzeren Abständen erreichbar sein sollten, auch wenn sie nur selten Daten versenden.

Für diesen Fall geht das Modem im Ruhezustand periodisch für Paging-Nachrichten und Systemstatusinformationen in den Empfangsmodus. Der sogenannte DRX-Timer bestimmt, wie häufig das erfolgt. Der kürzeste Abstand beträgt derzeit 2,56 Sekunden. Recht häufig für ein Gerät, das beispielsweise nur alle 15 Minuten Daten erwartet. Geplant und diskutiert wird eine Verlängerung des Timers (eDRX), was erheblich längere Batterielaufzeiten von ei-nigen Jahren bewirken soll.

Für den Anwendungsfall Smart-Meter unter kritischen Empfangsbedingungen, wie zum Beispiel Installationen im Keller oder bei weit verstreuten Geräten wie etwa in landwirtschaftlichen Anwendungen, gilt es, die Reichweite zu verbessern. Mit verschiedenen Techniken, wie mehrfache Wiederholung von Daten oder weniger strengen Zeit- und Fehleranforderungen, soll die Leistungsbilanz zwischen Sender und Empfänger um 15 dB verbessert werden. Dadurch erhöht sich die Reichweite.

Angespornt durch Anforderungen aus dem Automobilbereich werden für Rel. 14 Möglichkeiten untersucht, die Latenz in der Kommunikation zwischen Endgeräten drastisch zu reduzieren, um beispielsweise die Echtzeitkommunikation zwischen Autos zu erlauben.