IoT para 5G: esquemas de codificación candidatos

Abstract

La próxima tecnología venidera 5G está pensada para admitir múltiples servicios y aplicaciones que surgirán en los próximos años. Estas aplicaciones 5G están agrupadas por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) en tres amplias familias de casos de uso: banda ancha móvil mejorada (eMBB), comunicaciones masivas tipo máquina (mMTC) y comunicaciones ultra confiables de baja latencia (URLLC). De las tres familias, mMTC, también llamado Internet of Things (IoT), define la comunicación entre los objetos, como la medición inteligente, los wearables, la logística y los sensores corporales. Por lo tanto, se pueden categorizar como de bajo costo, en cantidad masiva y con restricciones de energía. Además, se requiere una extensión de cobertura en comparación con otras familias, ya que comúnmente se implementan en entornos interiores. Cualquier sistema que aspire a recibir el término 5G de la ITU, es decir, que se defina como sistema IMT-2020, debe cumplir todos los requisitos diferentes definidos en la llamada. En particular, el 3GPP está planeando presentar como sus candidatos 5G a la ITU el sistema New Radio (NR) aprobado en la Rel'15 para la familia eMBB, la próxima Rel'16 de NR para URLLC y la anterior Rel'14 basada en LTE para mMTC. Este trabajo de tesis define un sistema de IoT basado en NR, que podría considerarse para las subsiguientes versiones de 3GPP. En particular, se proponen y evalúan diferentes esquemas de codificación de canal para una posible solución NR-IoT.

The next coming 5G technology is envisioned to support multiple services and applications that will emerge in the upcoming years. These 5G applications are grouped by the International Telecommunications Union (ITU) in three broad use case families: enhanced Mobile Broadband (eMBB), massive Machine Type Communications (mMTC) and Ultra Reliable Low-Latency communications (URLLC). From the three families, mMTC, also called Internet of Things (IoT) defines the communication between objects, like smart metering, wearables, logistics and body sensors. Hence, they can be categorized as low-cost, massive in number and power-constrained. In addition, a coverage extension compared with other families is required, since they are commonly deployed in indoor environments. Any system that aims at receiving the 5G term from ITU, i.e. to be defined as IMT-2020 system, has to fulfill all the different requirements defined in its framework. In particular, the 3GPP is planning to present as their 5G candidates to ITU the New Radio (NR) Rel 15 for eMBB family, the upcoming NR Rel 16 for URLLC and the former LTE-based Rel 14 for mMTC candidate. This thesis work defines a NR-based IoT system, which could be considered for following 3GPP releases. In particular, different channel coding schemes for a potential NR-IoT solution are proposed and evaluated.