Smart-Meter-Anwendungen über LTE-Mobilfunknetze: Stand der Technik, Migrationspfade und Potenzial neuer Endgeräte-Kategorien

Inhalt:
Der vorliegende Artikel diskutiert die Randbedingungen sowie die Vor- und Nachteile verschiedener Optionen von Smart-Meter-Anwendungen über LTE-Mobilfunknetze. Dabei wird die Realisierung über kommerzielle LTE-Netze bei 800 MHz mit der über dedizierte, geschlossen LTE-Netze bei 450 MHz verglichen. Ausgehend vom derzeitigen Netzausbau, dem Stand der Technik und den regulatorischen Randbedingungen werden mögliche Migrationspfade und Möglichkeiten der Verbesserung der Funkversorgung vorgestellt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung des Potenzials, das die in den Releases 12 und 13 spezifizierten, auf M2M-Anwendungen zugeschnittenen Endgeräte-Kategorien bieten. Angestrebt wird dabei u.a. eine Verbesserung des Link Budget von mehr als 15 dB durch erweiterte Wiederholmechanismen für die Datenpakete. Mit Hilfe von Monte-Carlo-Simulationen und üblichen Ausbreitungsmodellen werden diese Methoden für verschiedene Szenarien (1,4-MHz-Träger) und Kellerdämpfungswerte in ihren Auswirkungen untersucht. Dabei wird gezeigt, wie zwar mit zunehmender Kellerdämpfung bzw. Zellgröße die Anzahl versorgbarer Smart Meter Gateways pro Zelle abnimmt und die mittlere Übertragungsdauer pro Smart-Meter-Datenpaket zunimmt, aber dennoch selbst bei starken Zusatzdämpfungen die Versorgung einer ausreichenden Zahl von Smart Meter Gateways gewährleistet ist. Das Ergebnis ist ein Zusammenhang zwischen dem Zellradius und der zulässigen Zusatzdämpfung für verschiedene Ausbreitungsumgebungen und Trägerfrequenzen.