1. 前言
目前,物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在逐步廣泛應(yīng)用到各個(gè)行業(yè),在生產(chǎn)制造、交通物流、消費(fèi)電子、汽車等領(lǐng)域都發(fā)揮著越來越重要的作用,萬物互聯(lián)的時(shí)代正極其迅速地走進(jìn)我們的生活。
在2016年6月,NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng))作為3GPP R13一項(xiàng)重要課題,其對(duì)應(yīng)的協(xié)議相關(guān)內(nèi)容獲得了RAN全會(huì)批準(zhǔn),正式宣告了這項(xiàng)受無線產(chǎn)業(yè)廣泛支持的NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)核心協(xié)議制訂完成。在2017年6月,我國(guó)工信部也專門發(fā)文,要求全面推進(jìn)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)(NB-IoT)建設(shè)和發(fā)展的通知,各大運(yùn)營(yíng)商,設(shè)備商和終端廠家也積極投入到NB-IoT的市場(chǎng)應(yīng)用和推廣。
2. NB-IoT技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)
NB-IoT作為一項(xiàng)應(yīng)用于低速率物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),具備如下四大優(yōu)勢(shì):
廣覆蓋:NB-IoT技術(shù)能實(shí)現(xiàn)比GSM增加20dB以上的覆蓋增益,覆蓋面積擴(kuò)大100倍,在地下車庫(kù)、地下管道也能覆蓋到。
低功耗:NB-IoT借助PSM和eDRX可實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)待機(jī),低功耗特性是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用一項(xiàng)重要指標(biāo),預(yù)計(jì)NB-IoT終端模塊的待機(jī)時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10年。
低成本:低速率、低功耗、低帶寬帶來的是低成本優(yōu)勢(shì)。目前單個(gè)模塊做出來的成本不會(huì)超過5美元,目標(biāo)是要做到1美元左右。
大鏈接:在同一基站的情況下,NB-IoT可以比現(xiàn)有無線技術(shù)提供50-100倍的接入數(shù)。一個(gè)扇區(qū)能夠支持10萬個(gè)連接,支持低延時(shí)敏感度、超低的設(shè)備成本、低設(shè)備功耗和優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。
這些與之俱來的優(yōu)勢(shì),讓NB-IoT非常適合于傳感、計(jì)量、監(jiān)控等物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用,適用于智能抄表、智能停車、車輛跟蹤、物流監(jiān)控、共享單車以及智能穿戴、智慧家庭等領(lǐng)域。
2.1 NB-IoT 關(guān)鍵技術(shù)
上述NB-IoT的四大優(yōu)勢(shì),主要源于NB-IoT如下五大關(guān)鍵技術(shù):
NB-IoT支持3 種部署方式: 獨(dú)立部署、保護(hù)帶部署、帶內(nèi)部署,有效利用網(wǎng)絡(luò)頻譜資源
NB-IoT采用半雙工Type B模式,有效降低終端的成本和功耗。
NB-IoT重新設(shè)計(jì)上下行的物理層結(jié)構(gòu),優(yōu)化資源,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)效率。
NB-IoT引入多種覆蓋增強(qiáng)技術(shù),最大可以對(duì)抗164dB的耦合損耗。
NB-IoT獨(dú)有的e-DRX和PSM技術(shù),進(jìn)一步降低終端功耗。
這些關(guān)鍵技術(shù)的實(shí)現(xiàn)對(duì)于NB-IoT的效率影響重大,因此,在測(cè)試階段,需要不同的測(cè)試方案來覆蓋和分析NB-IoT的產(chǎn)品。
3. NB-IoT基站測(cè)試解決方案
在通信網(wǎng)絡(luò)的部署當(dāng)中,測(cè)試儀器對(duì)于網(wǎng)絡(luò)性能的驗(yàn)證至關(guān)重要。R&S公司一直走在NB-IoT測(cè)試驗(yàn)證的最前沿,在2016年6月NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)之日,R&S公司測(cè)試儀表的NB-IoT功能也正式發(fā)布。2016年底,與三大運(yùn)營(yíng)商和幾大設(shè)備廠商(包括中興、華為、愛立信、大唐等)之間就已經(jīng)完成了NB-IoT基站的摸底測(cè)試。
3.1 基站實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方案
羅德與施瓦茨是第一個(gè)提供NB-IoT基站測(cè)試方案的供應(yīng)商,基于R&S測(cè)試儀表,可以產(chǎn)生與分析NB-IoT信號(hào)。NB-IoT測(cè)試方案基于完美的測(cè)試設(shè)備組合,由矢量信號(hào)發(fā)生器SMW200A和信號(hào)與頻譜分析儀FSW組成,這兩款儀表已經(jīng)廣泛應(yīng)用于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備生產(chǎn)廠商的基站測(cè)試中。
圖1. NB-IoT基站測(cè)試實(shí)例
R&S FSW/FSV/FSVA/FPS,可以方便靈活地完成NB-IoT的發(fā)射機(jī)測(cè)試,測(cè)試項(xiàng)完全符合3GPP標(biāo)準(zhǔn)要求。
圖2. NB-IoT基站測(cè)試實(shí)例