Výzkum spolehlivé komunikace pro IoT aplikace v bezdrátových sítích využívajících technologie Multi-RAT LPWAN
Loading...
Date
Authors
ORCID
Advisor
Referee
Mark
P
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií
Abstract
Předkládaná disertační práce je zaměřena na „Výzkum spolehlivé komunikace pro IoT aplikace v bezdrátových sítích využívajících technologie Multi-RAT LPWAN“. Navzdory značnému pokroku v oblasti vývoje LPWA technologií umožňující masivní komunikace mezi zařízeními (mMTC), nemusí tyto technologie výkonnostně dostačovat pro nově vznikající aplikace internetu věcí. Hlavním cílem této disertační práce je proto nalezení a vyhodnocení limitů současných LPWA technologií. Na základě těchto dat jsou nevrženy nové mechanismy umožňující snazší plánování a vyhodnocování síťového pokrytí. Navržené nástroje jsou vyladěny a validovány s využitím dat získaných z rozsáhlých měřících kampaních provedených v zákaznických LPWA sítích. Tato disertační práce dále obsahuje návrh LPWA zařízení vybavených více komunikačními rozhraními (multi-RAT) které mohou umožnit překonání výkonnostních limitů jednotlivých LPWA technologií. Současná implementace se zaměřuje zejména na snížení spotřeby zařízení s více rádiovými rozhraními, což je jejich největší nevýhodou. K tomuto účelu je využito algoritmů strojového učení, které jsou schopné dynamicky vybírat nejvhodnější rozhraní k přenosu.
This doctoral thesis addresses the “Research on Reliable Low-Power Wide-Area Communications Utilizing Multi-RAT LPWAN Technologies for IoT Applications”. Despite the immense progress in massive Machine-Type Communication (mMTC) technology enablers such as Low-Power Wide-Area (LPWA) networks, their performance does not have to satisfy the requirements of novelty Internet of Things (IoT) applications. The main goal of this Ph.D. work is to explore and evaluate the limitations of current LPWA technologies and propose novel mechanisms facilitating coverage planning and assessment. Proposed frameworks are fine-tuned and cross-validated by the extensive measurement campaigns conducted in public LPWA networks. This doctoral thesis further introduces the novelty approach of multi-RAT LPWA devices to overcome the performance limitation of individual LPWA technologies. The current implementation primarily focuses on diminishing the greatest multi-RAT solutions disadvantage, i.e., increased power consumption by employing a machine learning approach to radio interface selection.
This doctoral thesis addresses the “Research on Reliable Low-Power Wide-Area Communications Utilizing Multi-RAT LPWAN Technologies for IoT Applications”. Despite the immense progress in massive Machine-Type Communication (mMTC) technology enablers such as Low-Power Wide-Area (LPWA) networks, their performance does not have to satisfy the requirements of novelty Internet of Things (IoT) applications. The main goal of this Ph.D. work is to explore and evaluate the limitations of current LPWA technologies and propose novel mechanisms facilitating coverage planning and assessment. Proposed frameworks are fine-tuned and cross-validated by the extensive measurement campaigns conducted in public LPWA networks. This doctoral thesis further introduces the novelty approach of multi-RAT LPWA devices to overcome the performance limitation of individual LPWA technologies. The current implementation primarily focuses on diminishing the greatest multi-RAT solutions disadvantage, i.e., increased power consumption by employing a machine learning approach to radio interface selection.
Description
Keywords
5G, Hodnocení pokrytí, Interpolace, Masivní komunikace zařízení, Mobilní telekomunikační sítě, Nízko výkonové sítě s širokým pokrytím, Propagační modely, Spotřeba energie, Zpětnovazebné učení, 5G, Cellular Systems, Coverage Assessment, Interpolation, massive-MTC, multi-RAT, Low-Power Wide-Area Network, Power Consumption, Propagation Models, Reinforcement Learning
Citation
ŠTŮSEK, M. Výzkum spolehlivé komunikace pro IoT aplikace v bezdrátových sítích využívajících technologie Multi-RAT LPWAN [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2021.
Document type
Document version
Date of access to the full text
Language of document
en
Study field
bez specializace
Comittee
prof. Ing. Jaroslav Koton, Ph.D. (předseda)
Prof. Periklis Chatzimisios (člen)
Prof. Marilia Curado - oponent (člen)
Prof. Krzysztof Grochla - oponent (člen)
Prof. Yevgeni Koucheryavy (člen)
Assoc. Prof. Dmitri Moltchanov (člen)
doc. Ing. Jiří Hošek, Ph.D. (člen)
prof. Ing. Zdeněk Smékal, CSc. (člen)
Date of acceptance
2021-11-19
Defence
Obhajoba práce probíhala online formou v prostředí MS teams. Setkání zahájil předseda prof. Koton, kdy uvítal uchazeče, členy komise a přítomné hosty. Slovo bylo předáno ing. Štůskovi, který v rámci svého vystoupení prezentoval motivaci, dosažené výsledky a perspektivy další vědeckovýzkumné činnosti v oblasti tématu disertace. Následovala otevřená diskuze, především mezi Ing. Štůskem a prof. Chatzimisiosem, do které se zapojili i ostatní členové komise (prof. Curado, . V detailu byly diskutovány hlavní přínosy disertační práce, které byly rozděleny do tří skupin. Pozornost byla také věnována možnostem budoucího aplikačního využití v praxi. Byly položeny i otázky související s budoucím vývojem a možnostem využití umělé inteligence. Ing. Štůsek na dotazy reagoval pohotově a prokázal svoji erudici v oboru. Kromě členů komise se veřejné části zúčastnilo také 7 hostů. Celková doba veřejného vystoupení trvala téměř dvě hodiny. Následovalo uzavřené jednání členů komise, která tajně hlasovala.
The dissertation defense took place online using MS Teams tool. The event was initiated by the committee chair prof. Koton, who welcomed the applicant, the committee members, and guests. Ing. Štůsek was asked to give his presentation, who within his speech discussed the motivation, reached results and perspectives for further research in the area of the dissertation topic. The presentation followed by open discussion, primarily between Ing. Štůsek and prof. Chatzimisios, whereas also other committee members raised their questions. The main contribution of the dissertation, divided in three main domains, was discussed in detail. The attention was also paid to future application of the results in practice. Questions to future challenges and possible utilization of artificial intelligence were raised. Ing. Štůsek always responded promptly and proved his erudition in the area. Next to the committee members, 7 guests were also present during the public part. The public part of the defense took almost two hours. It was followed by non-public meeting of the committee members and secrete vote.
Result of defence
práce byla úspěšně obhájena
Document licence
Standardní licenční smlouva - přístup k plnému textu bez omezení