The Internet of Things (IoT) is a rapidly growing technology that is expected to connect billions of devices and enable innovative applications. Narrowband IoT (NB-IoT) is a new cellular standard developed by the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) to support low-power, wide-area networks for IoT. This study presents a study of NB-IoT technology and its deployment scenarios, with a focus on measuring network characteristics using an evaluation board kit from Quectel Wireless Solutions. The work environment and measurement tools used in this study are described, including Python code for AT commands and remote server communication. Data was collected in various network conditions to evaluate the technology's performance. The collected data was analyzed using techniques such as histogram analysis and correlation analysis of delays with channel signal quality, signal power, signal-to-noise ratio, and reference signal received quality. The results of this study provide insights into the performance of NB-IoT networks and can aid in improving their deployment and optimization. Our main objective was to evaluate the delay performance of NB-IoT under various system parameters measured at different locations. Our findings revealed that there is considerable variation in delay, even due to packet size, which may be attributed to the non-linear behavior of the equipment. Additionally, we discovered a clear correlation between signal quality and delay, with extreme locations experiencing delays in the range of 5 to 10 seconds, while other locations experience delays ranging from 1 to 4 seconds.

L'Internet delle Cose (IoT) è una tecnologia in rapida crescita che si prevede connetterà miliardi di dispositivi e abiliterà applicazioni innovative. Narrowband IoT (NB-IoT) è uno nuovo standard cellulare sviluppato dal 3rd Generation Partnership Project (3GPP) per supportare reti a bassa potenza e a vasta area per IoT. Questa tesi presenta uno studio della tecnologia NB-IoT e dei suoi scenari di implementazione, con un focus sulla misura delle caratteristiche di rete utilizzando un kit di valutazione dalla Quectel Wireless Solutions. Sono descritti l'ambiente di lavoro e gli strumenti di misura utilizzati in questo studio, tra cui il codice Python per i comandi AT e la comunicazione con il server remoto. I dati sono stati raccolti in diverse condizioni di rete per valutare le prestazioni della tecnologia. I dati raccolti sono stati analizzati utilizzando tecniche come l'analisi dell'istogramma e l'analisi della correlazione dei ritardi con la qualità del segnale del canale, la potenza del segnale, il rapporto segnale-rumore e la qualità del segnale di riferimento ricevuto. I risultati di questo studio forniscono informazioni sulle prestazioni delle reti NB-IoT e possono contribuire al miglioramento della loro implementazione e ottimizzazione. Il nostro obiettivo principale era quello di valutare le prestazioni del ritardo di NB-IoT in diverse condizioni di sistema misurate in diverse posizioni. I nostri risultati hanno rivelato che c'è una considerevole variazione nel ritardo, anche a causa delle dimensioni del pacchetto, che potrebbe essere attribuita al comportamento non lineare dell'attrezzatura. Inoltre, abbiamo scoperto una chiara correlazione tra la qualità del segnale e il ritardo, con posizioni estreme che sperimentano ritardi nell'intervallo da 5 a 10 secondi, mentre altre posizioni sperimentano ritardi nell'intervallo da 1 a 4 secondi.

Delay Analysis of NB-IoT Technology with Quectel Board

AMINI, FAKHREDIN
2022/2023

Abstract

The Internet of Things (IoT) is a rapidly growing technology that is expected to connect billions of devices and enable innovative applications. Narrowband IoT (NB-IoT) is a new cellular standard developed by the 3rd Generation Partnership Project (3GPP) to support low-power, wide-area networks for IoT. This study presents a study of NB-IoT technology and its deployment scenarios, with a focus on measuring network characteristics using an evaluation board kit from Quectel Wireless Solutions. The work environment and measurement tools used in this study are described, including Python code for AT commands and remote server communication. Data was collected in various network conditions to evaluate the technology's performance. The collected data was analyzed using techniques such as histogram analysis and correlation analysis of delays with channel signal quality, signal power, signal-to-noise ratio, and reference signal received quality. The results of this study provide insights into the performance of NB-IoT networks and can aid in improving their deployment and optimization. Our main objective was to evaluate the delay performance of NB-IoT under various system parameters measured at different locations. Our findings revealed that there is considerable variation in delay, even due to packet size, which may be attributed to the non-linear behavior of the equipment. Additionally, we discovered a clear correlation between signal quality and delay, with extreme locations experiencing delays in the range of 5 to 10 seconds, while other locations experience delays ranging from 1 to 4 seconds.
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
4-mag-2023
2022/2023
L'Internet delle Cose (IoT) è una tecnologia in rapida crescita che si prevede connetterà miliardi di dispositivi e abiliterà applicazioni innovative. Narrowband IoT (NB-IoT) è uno nuovo standard cellulare sviluppato dal 3rd Generation Partnership Project (3GPP) per supportare reti a bassa potenza e a vasta area per IoT. Questa tesi presenta uno studio della tecnologia NB-IoT e dei suoi scenari di implementazione, con un focus sulla misura delle caratteristiche di rete utilizzando un kit di valutazione dalla Quectel Wireless Solutions. Sono descritti l'ambiente di lavoro e gli strumenti di misura utilizzati in questo studio, tra cui il codice Python per i comandi AT e la comunicazione con il server remoto. I dati sono stati raccolti in diverse condizioni di rete per valutare le prestazioni della tecnologia. I dati raccolti sono stati analizzati utilizzando tecniche come l'analisi dell'istogramma e l'analisi della correlazione dei ritardi con la qualità del segnale del canale, la potenza del segnale, il rapporto segnale-rumore e la qualità del segnale di riferimento ricevuto. I risultati di questo studio forniscono informazioni sulle prestazioni delle reti NB-IoT e possono contribuire al miglioramento della loro implementazione e ottimizzazione. Il nostro obiettivo principale era quello di valutare le prestazioni del ritardo di NB-IoT in diverse condizioni di sistema misurate in diverse posizioni. I nostri risultati hanno rivelato che c'è una considerevole variazione nel ritardo, anche a causa delle dimensioni del pacchetto, che potrebbe essere attribuita al comportamento non lineare dell'attrezzatura. Inoltre, abbiamo scoperto una chiara correlazione tra la qualità del segnale e il ritardo, con posizioni estreme che sperimentano ritardi nell'intervallo da 5 a 10 secondi, mentre altre posizioni sperimentano ritardi nell'intervallo da 1 a 4 secondi.
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