Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Unlicensed and licensed low-power wide area networks: Exploring the candidates for massive IoT
KTH, School of Information and Communication Technology (ICT), Communication Systems, CoS, Radio Systems Laboratory (RS Lab). (CCS)
2017 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

In the Internet of things (IoT), many applications will require low-power and low-cost to achieve long lifetime and scale (respectively). These types of applications are referred to as massive IoT, as opposed to critical IoT, which emphasizes ultra-high reliability and availability and low latency. One type of network catering to massive IoT applications are Low-Power Wide Area Networks (LPWANs), and presently, many LPWAN standards are trying to assert their role in the IoT ecosystem.

This thesis explores LPWANs from both technical and non-technical perspectives to ascertain their use-case versatility and influence on the future telecommunications’ landscape. With respect to spectrum, the studied LPWANs may be categorized as unlicensed LPWAN or licensed LPWAN. The prior category typically refers to proprietary solutions and in this thesis are represented by SigFox and LoRaWAN. The latter group includes EC-GSM-IoT, eMTC, and NB-IoT and can be considered synonymous with cellular LPWAN because they are designed to be integrated into existing cellular infrastructures.

The results indicate that all of the different types of explored LPWANs support applications without strict downlink, payload size, and latency requirements. For use cases without these specific demands (typically sensors, meters, tracking, etc.), it is not a question of whether or not a network fulfills the requirements, but rather how flexible the requirements are. As a result the choice of network will be determined by non-technical aspects and a cost versus functionality trade-off where unlicensed LPWAN is typically cheaper. Hence, both categories of LPWANs offer a unique value proposition; therefore, they can be considered complementary. This notion is reinforced when looking at non-technical aspects such as ecosystem, regulation, network ownership and control, and network coordination, which differ quite significantly. Furthermore, unlicensed LPWANs are likely to be the vanguard of a new type of competitor offering the core service of connectivity.

Abstract [sv]

Inom Internet of Things (IoT) kommer många applikationer att kräva låg effekt och låg kostnad för att uppnå en lång livstid och skala. Dessa typer av applikationer refereras till som massiv IoT, vilket står i motsats till kritisk IoT som kräver ultrahög tillförlitlighet och tillgänglighet och låg fördröjning. En typ av nätverk som ämnar tillgodose kraven av massiv IoT är Low-Power Wide Area Networks (LPWANs), och idag försöker många av dessa hävda sig inom IoT ekosystemet.

Detta examensarbete undersöker LPWANs from ett teknisk och icke-tekniskt perspektiv för att utröna deras mångsidighet och påverkan på det framtida telekomlandskapet. Med avseende på spektrum kan de i detta examensarbete undersökta nätverken kategoriseras som olicensierat LPWAN eller licensierat LPWAN. Den tidigare hänvisar typiskt till proprietära lösningar och representeras i detta arbete av SigFox och LoRaWAN. Den senare kategorin består av EC-GSM-IoT, eMTC, och NB-IoT och kan betraktas som synonymt med mobil LPWAN eftersom de designade för att bli integrerade i existerande mobila nätverk.

Resultaten indikerar att alla nätverk stödjer applikationer utan strikta krav när det gäller nedlänkens funktionalitet, mängden data per meddelande, och fördröjning. För applikationer utan dessa specifika krav (typiskt sensorer, mätare, spårning, etc.) är det inte en fråga om huruvida ett nätverk uppfyller kraven eller ej, utan snarare hur flexibla kraven är. Därför kommer valet av nätverk att bestämmas av icke-tekniska aspekter och en avvägning mellan kostnad och funktionalitet vari olicensierat LPWAN är vanligtvis billigare. Därmed erbjuder båda kategorier av nätverk en unik värde proposition och kan därför betraktas som komplementerande. Denna föreställning är förstärkt av att nätverken skiljer sig signifikant när det gäller deras icke-tekniska aspekter såsom ekosystem, reglering, ägandeskap och kontroll, och nätverks koordinering. Dessutom är olicensierade LPWANs troligen är förtruppen av en ny typ av konkurrent som erbjuder den grundläggande servicen av konnektivitet.

Place, publisher, year, edition, pages
2017. , p. xvi,114
Series
TRITA-ICT-EX ; 2017:123
Keywords [en]
LPWA, LPWAN, IoT, massive IoT, NB-IoT, eMTC, EC-GSM-IoT, SigFox, LoRa, LoRaWAN, LoRa Alliance
National Category
Communication Systems
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-214941OAI: oai:DiVA.org:kth-214941DiVA, id: diva2:1144250
External cooperation
EY
Subject / course
Electrical Engineering
Educational program
Master of Science - Electrophysics
Presentation
2017-07-19, Seminar room Grimeton at CoS, Electrum, elevator B, 4th floor, Isafjordsgatan 22, Kista, 16:00 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2017-10-13 Created: 2017-09-25 Last updated: 2017-10-13Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(2330 kB)234 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2330 kBChecksum SHA-512
89854531103e0a7c3e7916793caf32bd7f0971cfe39fe51455dfbbaf86c2a0bb1fbefa5d4469256a8c128fc5e49ddd8853cbb5b73fd314826fc8c659db79db11
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Sjöström, Daniel
By organisation
Radio Systems Laboratory (RS Lab)
Communication Systems

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 234 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1501 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf