Ενσωμάτωση Μ2Μ υπηρεσιών στο υφιστάμενο LTE δίκτυο - Κυρίος, Δημήτριος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών, 2017)
Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η αποδοτική ενσωμάτωση Μ2Μ επικοινωνιών στο υφιστάμενο κυψελωτό δίκτυο και πιο συγκεκριμένα στο δίκτυο LTE. Οι Μ2Μ επικοινωνίες είναι ένα νέο αναδυόμενο πεδίο επικοινωνιών με διαφορετικά τηλεπικοινωνιακά χαρακτηριστικά από τις συνήθεις έως σήμερα H2H επικοινωνίες. Όμως, τα συστήματα LTE σχεδιάστηκαν αρχικά με σκοπό τη βέλτιστη υλοποίηση Η2Η επικοινωνιών, με συνέπεια η αξιοποίησή τους από Μ2Μ επικοινωνίες να αντιμετωπίζει ισχυρές δυσκολίες στην ικανοποίηση απαιτήσεων όπως είναι η δυνατότητα υποστήριξης μεγάλου αριθμού τερματικών εντός μιας κυψέλης και η μειωμένη κατανάλωση ενέργειας από τις Μ2Μ συσκευές. Αυτό συμβαίνει διότι η οργάνωση των ραδιοπόρων και οι διαδικασίες σηματοδοσίας των συστημάτων LTE δεν είναι προσαρμοσμένες στις προαναφερθέντες απαιτήσεις και επομένως θέτουν περιορισμούς κατά τη διαδικασία αποστολής δεδομένων από ένα Μ2Μ τερματικό. Στην παρούσα εργασία, έμφαση αποδίδεται στους περιορισμούς που υπεισέρχονται από τη διαδικασία απόκτησης πρόσβασης (RACH procedure) καθώς και από τα μηνύματα σηματοδοσίας που αποστέλλονται διαμέσου του καναλιού PDCCH. Λαμβάνοντας υπόψη τους ανωτέρω περιορισμούς, διατυπώνονται αναλυτικές εξισώσεις με σκοπό τη διαστασιολόγηση ενός δικτύου LTE αξιοποιούμενου από εφαρμογές Μ2Μ έξυπνης κατοικίας (smart home). Αρχικά, Στο Κεφ.1 θεμελιώνεται η ιδέα των Μ2Μ επικοινωνιών και γίνεται, επίσης, μια σύντομη περιγραφή της εξέλιξης των κυψελωτών δικτύων επικοινωνιών. Στη συνέχεια, στο Κεφ.2, αφού παρουσιαστούν τα πλεονεκτήματα αλλά και οι δυσκολίες της ενσωμάτωσης Μ2Μ επικοινωνιών στα συστήματα LTE, πραγματοποιείται μια συνοπτική περιγραφή των ενεργειών του 3GPP προς την ολοκλήρωση του προτύπου LTE-M. Ακολούθως, στο Κεφ.3 παρουσιάζονται η οργάνωση και οι διαδικασίες σηματοδοσίας του φυσικού στρώματος του LTE. Στο Κεφ.4, αφού θεμελιωθούν οι περιορισμοί κατά τη διαδικασία αποστολής δεδομένων από μια Μ2Μ συσκευή, διατυπώνονται κατάλληλες αναλυτικές εξισώσεις για τον υπολογισμό μεγεθών προκειμένου να διαστασιολογηθεί ένα δίκτυο LTE. Τέλος, στο Κεφ.5 παρουσιάζονται αποτελέσματα των αναλυτικών υπολογισμών με την εφαρμογή δύο επιλεγμένων μοντέλων τηλεπικοινωνιακής κίνησης.