1. 前言
目前,物联网技术正在逐步广泛应用到各个行业,在生产制造、交通物流、消费电子、汽车等领域都发挥着越来越重要的作用,万物互联的时代正极其迅速地走进我们的生活。
在2016年6月,NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带蜂窝物联网)作为3GPP R13一项重要课题,其对应的协议相关内容获得了RAN全会批准,正式宣告了这项受无线产业广泛支持的NB-IoT标准核心协议制订完成。在2017年6月,我国工信部也专门发文,要求全面推进移动物联网(NB-IoT)建设和发展的通知,各大运营商,设备商和终端厂家也积极投入到NB-IoT的市场应用和推广。
2. NB-IoT技术优势和特点
NB-IoT作为一项应用于低速率物联网技术,具备如下四大优势:
广覆盖:NB-IoT技术能实现比GSM增加20dB以上的覆盖增益,覆盖面积扩大100倍,在地下车库、地下管道也能覆盖到。
低功耗:NB-IoT借助PSM和eDRX可实现更长待机,低功耗特性是物联网应用一项重要指标,预计NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年。
低成本:低速率、低功耗、低带宽带来的是低成本优势。目前单个模块做出来的成本不会超过5美元,目标是要做到1美元左右。
大链接:在同一基站的情况下,NB-IoT可以比现有无线技术提供50-100倍的接入数。一个扇区能够支持10万个连接,支持低延时敏感度、超低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。
这些与之俱来的优势,让NB-IoT非常适合于传感、计量、监控等物联网应用,适用于智能抄表、智能停车、车辆跟踪、物流监控、共享单车以及智能穿戴、智慧家庭等领域。
2.1 NB-IoT 关键技术
上述NB-IoT的四大优势,主要源于NB-IoT如下五大关键技术:
NB-IoT支持3 种部署方式: 独立部署、保护带部署、带内部署,有效利用网络频谱资源
NB-IoT采用半双工Type B模式,有效降低终端的成本和功耗。
NB-IoT重新设计上下行的物理层结构,优化资源,增强网络效率。
NB-IoT引入多种覆盖增强技术,最大可以对抗164dB的耦合损耗。
NB-IoT独有的e-DRX和PSM技术,进一步降低终端功耗。
这些关键技术的实现对于NB-IoT的效率影响重大,因此,在测试阶段,需要不同的测试方案来覆盖和分析NB-IoT的产品。
3. NB-IoT基站测试解决方案
在通信网络的部署当中,测试仪器对于网络性能的验证至关重要。R&S公司一直走在NB-IoT测试验证的最前沿,在2016年6月NB-IoT标准冻结之日,R&S公司测试仪表的NB-IoT功能也正式发布。2016年底,与三大运营商和几大设备厂商(包括中兴、华为、爱立信、大唐等)之间就已经完成了NB-IoT基站的摸底测试。
3.1 基站实验室测试方案
罗德与施瓦茨是第一个提供NB-IoT基站测试方案的供应商,基于R&S测试仪表,可以产生与分析NB-IoT信号。NB-IoT测试方案基于完美的测试设备组合,由矢量信号发生器SMW200A和信号与频谱分析仪FSW组成,这两款仪表已经广泛应用于移动网络设备生产厂商的基站测试中。
图1. NB-IoT基站测试实例
R&S FSW/FSV/FSVA/FPS,可以方便灵活地完成NB-IoT的发射机测试,测试项完全符合3GPP标准要求。
图2. NB-IoT基站测试实例