Н.В. Степанов1

1 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. В последнее время время все большую популярность набирает концепция «Интернет вещей» на основе технологий сотовых сетей (англ. Cellular Internet of Things, СIoT), к которым относятся технологии NB-IoT, LTE-M и EC-GSM-IoT. Однако на сегодняшний день этот вопрос в русскоязычной литературе освещен слабо. Многие исследователи приводят обзор статей по трем направлениям: статьи, которые сравнивают технологии CIoT; руководства по развертыванию данных сетей и статьи с подробным описанием аспектов технологий CIoT. При этом на основе этих статей и документов 3GPP сложно провести анализ особенностей и последовательности работы устройств разных технологий.

Цель. Провести обзор существующих источников литературы по технологиям CIoT, рассмотреть ключевые особенности технологий NB-IoT, LTE-M и EC-GSM-IoT, этапов их работы, а также структурировать ключевые механизмы работы устройств на их основе.

Результаты. Проведен анализ существующей литературы по технологиям CIoT и дано подробное описание технологий NB-IoT, LTE-M и EC-GSM. Сделана оценка популярности каждой из них в научной литературе. Проанализированы все этапы алгоритма подключения от включения оконечного устройства до подключения к сети и передачи сообщения BS. На каждом этапе подробно рассмотрены особенности каждой из трех технологий и выделены общие моменты последовательности работы устройств на их основе.

Практическая значимость. Представленный обзор существующей литературы по технологиям CIoT может быть полезен широкому кругу читателей, которые хотят получить как общее представление о принципах работы, так и представление о возможностях технологий CIoT, а также он может быть использован для дальнейших исследований в области технологий CIoT.

Степанов Н.В. Технологии CIoT: особенности и последовательность работы устройств // Успехи современной радиоэлектроники. 2022. T. 76. № 12. С. 90–99. DOI: https:// doi.org/10.18127/j20700784-202212-12

1. Zhou W., Jia Y., Peng A., Zhang Y., Liu P. The effect of iot new features on security and privacy: New threats, existing solutions, and challenges yet to be solved // IEEE Internet of Things Journal. 2018. V. 6. № 2. P. 1606–1616.
2. 3GPP TS 23.682. Architecture Enhancements to Facilitate Communications with Packet Data Networks and Applications. 2011.
3. Рудневский А. Перспективы технологий LTE для IoT и их реализация в модулях Telit // Беспроводные технологии. 2017.
   Т. 3. № 48. С. 43–45.
4. Chen M., Miao Y., Jian X., Wang X., Humar I. Cognitive-LPWAN: Towards intelligent wireless services in hybrid low power wide area networks // IEEE Transactions on Green Communications and Networking. 2018. V. 3. № 2. P. 409–417.
5. Popli S., Jha R.K., Jain S. A survey on energy efficient narrowband internet of things (NBIoT): Architecture, application and challenges // IEEE Access. 2018. V. 7. P. 16739–16776.
6. Sharma S.K., Wang X. Toward massive machine type communications in ultra-dense cellular IoT networks: Current issues and machine learning-assisted solutions // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2019. V. 22. № 1. P. 426–471.
7. Zhang L., Liang Y.C., Xiao M. Spectrum sharing for Internet of Things: A survey // IEEE Wireless Communications. 2018. V. 26. № 3. P. 132–139.
8. Qin Z., Li F.Y., Li G.Y., McCann J.A., Ni Q. Low-power wide-area networks for sustainable IoT // IEEE Wireless Communications. 2019. V. 26. № 3. P. 140–145.
9. Xia N., Chen H.H., Yang C.S. Emerging technologies for machine-type communication networks // IEEE Network. 2019. V. 34. № 1. P. 214–222.
10. GSM Association, NB-IoT deployment guide to basic feature set requirements, version 2.0. White paper, Official Document CLP. 2018. Т. 28.
11. GSM Association, LTE-M Deployment Guide to Basic Feature Set Requirements. 2018.
12. Grant S. 3gpp low power wide area technologies-gsma white paper // gsma.com. 2016.
13. Liberg O., Sundberg, M., Wang, E., Bergman, J., Sachs, J. Cellular Internet of things: technologies, standards, and performance. Academic Press. 2017.
14. Feltrin L., Tsoukaneri G., Condoluci M., Buratti C., Mahmoodi T., Dohler M., Verdone R. Narrowband IoT: A survey on downlink and uplink perspectives // IEEE Wireless Communications. 2019. V. 26. № 1. P. 78–86.
15. Ayoub W., Samhat A.E., Nouvel F., Mroue M., Prévotet J.C. Internet of mobile things: Overview of lorawan, dash7, and nb-iot in lpwans standards and supported mobility // IEEE Communications Surveys & Tutorials. 2018. V. 21. № 2. P. 1561–1581.
16. Qadir Q.M., Rashid T.A., Al-Salihi N.K., Ismael B., Kist A.A., Zhang Z. Low power wide area networks: A survey of enabling technologies, applications and interoperability needs //. IEEE Access. 2018. V. 6. P. 77454–77473.
17. Wang Y.P.E., Lin X., Adhikary A., Grovlen A., Sui Y., Blankenship Y., Razaghi H.S., et al. A primer on 3GPP narrowband Internet of Things // IEEE communications magazine. 2017. V. 55. № 3. P. 117–123.
18. Ермаков М.С., Порсев К.И., Абрамов П.И., Марин В.П. Особенности обеспечения информационной безопасности систем умной логистики на высокотехнологичных промышленных предприятиях // Наукоемкие технологии. 2022. Т. 23. № 4. С. 56−62.
19. Ерёмин О.Ю., Степанова М.В. Распределение заданий по узлам вычислительной системы на платформе Интернета вещей на основе машинного обучения // Динамика сложных систем. 2020. T. 14. № 2. С. 84-92.