Wir freuen uns sehr, bekanntgeben zu können, dass Pascal Jörke und Christian Wietfeld vom Projekt A4 den "2nd Place Best Paper Award" für die Veröffentlichung "How Green Networking May Harm Your IoT Network: Impact of Transmit Power Reduction at Night on NB-IoT Performance" auf dem IEEE World Forum on Internet of Things (WF-IoT) 2021 erhalten haben.

Die Veröffentlichung ist eine gemeinsame Arbeit des Sonderforschungsbereichs (SFB 876) und des PuLS-Projekts. Langfristige Messungen der NB-IoT-Signalstärke in öffentlichen Mobilfunknetzen haben gezeigt, dass Basisstationen nachts in einigen Fällen ihre Sendeleistung reduzieren, was zu einem deutlichen Leistungsabfall bei Latenz und Energieeffizienz um bis zu einem Faktor 4 führt, was erhebliche Auswirkungen auf batteriebetriebene IoT-Geräte hat und daher vermieden werden sollte.

Während grüne Netzwerke an den Standorten der Basisstationen Energie und Geld sparen, müssen auch die Auswirkungen auf IoT-Geräte untersucht werden. Signalstärkemessungen zeigen, dass in NB-IoT-Netzen die Basisstationen die Sendeleistung nachts reduzieren oder sogar abschalten, wodurch NB-IoT-Geräte gezwungen werden, in verbleibende Zellen mit schlechterer Signalstärke zu wechseln. Daher werden in diesem Beitrag die Auswirkungen der Reduzierung der Downlink-Sendeleistung in der Nacht auf die Latenz, den Energieverbrauch und die Batterielebensdauer von NB-IoT-Geräten analysiert. Zu diesem Zweck wurden umfangreiche Latenz- und Energiemessungen von bestätigten NB-IoT-Uplink-Datenübertragungen für verschiedene Signalstärkewerte durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich die Latenz von Geräten bei nächtlichen Übertragungen je nach Signalstärke um bis zu einem Faktor 3,5 erhöht. Was den Energieverbrauch betrifft, so verbraucht eine einzelne Datenübertragung bis zu 3,2 Mal mehr Energie. Bei einer 5-Wh-Batterie verkürzt ein schwaches Downlink-Signal in der Nacht die Lebensdauer der Gerätebatterie um bis zu 4 Jahre bei einer einzigen Batterie. Geräte am Rande der Funkzellen können sogar die Verbindung zur Funkzelle verlieren und in einen Suchmodus mit hohem Stromverbrauch übergehen, wodurch sich die durchschnittliche Batterielebensdauer dieser Geräte auf bis zu 1 Jahr verringert. Daher sollten die Reduzierung der Sendeleistung in der Nacht und die Abschaltung von Zellen in NB-IoT-Netzen minimiert oder vermieden werden.

Referenz: P. Jörke, C. Wietfeld, "How Green Networking May Harm Your IoT Network: Impact of Transmit Power Reduction at Night on NB-IoT Performance", In 2021 IEEE 7th World Forum on Internet of Things (WF-IoT), New Orleans, USA, Juni 2021.[pdf][video]

https://www.kn.e-technik.tu-dortmund.de/cms/en/institute/News/2021/WFIoT_Best_Paper/index.html