以NB-IoT为核心的窄带物联网通信技术史概述





物联网(IoT)的使用案例几乎是无限的。它们包括智能家居和建筑,可穿戴设备和智能织物,医疗保健,远程信息处理,智能城市,智能工厂等。这篇文章概述了当前的技术,重点是第三代合作伙伴计划(3GPP)制定的物联网发展。在物联网市场中进行移动网络测试时,网络覆盖是一个关键问题。


物联网将极大地影响所有行业并最终影响每个人的日常生活。对可靠性,性能,体验质量(QoE)和物联网设备寿命的期望非常高; 无线连接将成为IoT / IoE的关键成功因素。用例几乎是无限的,包括智能家居和建筑物,可穿戴设备和智能织物,医疗保健,远程信息处理,智能城市,智能工厂等。


一些需要全球覆盖和移动性的物联网应用将专注于蜂窝技术(主要是在许可频段),尤其是当前的4G技术,如LTE-M和NB-IoT,以及未来的5G技术。其他应用将依赖于LP-WAN(低功率广域网),例如,使用诸如ISM / SRD频带的未许可频带的Sigfox或LoRaWAN。然而,大多数物联网设备将使用非蜂窝短距离无线技术,例如蓝牙®,WLAN / Wi-Fi,ZigBee,线程等。它们也在未经许可的ISM / SRD频段中运行。


今天的大多数蜂窝物联网设备使用第二代移动通信技术,例如GPRS。由于LTE主要针对移动宽带市场进行了优化,因此到目前为止,物联网对4G技术的需求很少。此外,与GSM调制解调器相比,LTE调制解调器仍然相对昂贵。然而,LTE的某些方面使其对物联网越来越具有吸引力,例如:

  • 改善全球覆盖范围

  • 长期可用性

  • 在频谱效率,延迟和数据吞吐量方面的技术优势


早期,业界认识到需要针对物联网市场的优化解决方案,并为机器类型通信(MTC)开发了具体的改进。例如,3GPP版本10和11引入了保护移动网络免于因许多物联网设备而过载的功能(SIMTC:MTC的系统改进; NIMTC:MTC的网络改进)。

物联网


3GPP版本概述,包括专门针对物联网市场的开发


通过机器类型通信增强(MTCe)和低成本LTE(LC-LTE),Release 12引入了优化解决方案,以满足物联网设备的主要要求 - 即低数据流量,低功耗和低成本 - 并宣布:

  • 省电模式(PSM),适用于很少需要向设备发送数据的传感器网络;

  • 并且新的LTE设备类别(Cat 0)据称仅具有Cat 1调制解调器复杂度的50%,因为支持的数据速率降低到1 Mbps并且消除了全双工模式和多个天线。

窄带物联网

在第13版中,引入了eMTC,也称为LTE-M。增强功能包括额外的成本降低措施 - 尤其是上行链路和下行链路中较低的带宽 - ,较低的数据速率和较低的发射功率。DRX定时器在空闲和连接模式下的扩展可提供长达数年的显着更长的电池寿命。

随着名为Narrowband Internet of Things(NB-IoT)的新无线电接口的推出,第13版还解决了物联网市场极低的成本要求。NB-IoT模块占用的频谱小于200 kHz,可以通过重用免费的LTE资源块在带内部署。它还可以用于LTE载波的保护频带,并且可以独立于自由频谱部分(例如,在自由GSM频谱中)。目的是在很大程度上重用LTE中已有的特征和功能。

还需要改进涉及在极端接收条件下安装的智能仪表的应用范围,例如在地下室中; 或者用于广泛分散的设备,例如农业应用。各种技术,包括多次重复数据或不太严格的时间和错误要求,应该提供显着的改进。为了更好的传播,将使用低于1GHz(690至960MHz)的频带。

在版本14中,我们可以期待进一步的改进和优化,以解决关键任务IoT市场,例如,通过进一步减少延迟或实现车辆到车辆(V2V)通信。这些活动也将为5G铺平道路,这需要极低的延迟,非常长的电池寿命和大量的设备。

物联网覆盖面临挑战

在整个机器对机器(M2M)通信设备的产品生命周期中,整体通信行为的测试起着重要作用。测试可确保正常的功能,终身质量和性能。在测试移动网络时,关键问题涉及网络覆盖。

物联网设备的覆盖挑战

作为移动网络的人类用户,我们直观地搜索具有更好覆盖范围的位置(例如,通过靠近窗口移动)。然而,地下室的智能电表不能做到这一点。

为了支持新NB-IoT网络的规划和部署,以下任务至关重要:

  • 调整网络规划工具中使用的覆盖范围模型

  • 验证与现有网络的共存(NB-IoT与LTE / GSM)

  • 验证一般覆盖范围和项目或使用特定案例的覆盖范围

  • 性能不佳时的故障排除(QoS,QoE)

  • 基准测试以比较NB-IoT网络覆盖范围和其他KPI


所有这些任务都需要NB-IoT模块覆盖测试解决方案。客户希望利用扫描仪进行NB-IoT测量,以测试射频条件,确保可靠连接,即使在地下室内环境中也是如此。

更多物联网应用案例请访问有人物联网官方商城:http://shop.usr.cn/



技术支持

客服咨询

微信互动

返回顶部

服务热线

4000-255-652

扫一扫  有人互动