NB-IoT-Field-to-Lab-Tests mit R&S®CMWcards

Ihre Anforderung

Schmalband-IoT (NB-IoT) ist eine Low-Power-Wide-Area-Network-Funktechnologie (LPWAN), die anfänglich durch das 3GPP in Release 13 standardisiert wurde. Sie arbeitet innerhalb einer begrenzten Bandbreite von 200 kHz und erlaubt drei Betriebsarten: Standalone, Guard Band und In-Band. NB-IoT bietet Dienste, die sich über zahlreiche vertikale Branchen erstrecken, z. B. Logistik-Tracking, Smart Home, Smart City etc.

Eine herausragende Abdeckung im Innenbereich auch unter schlechten Funkbedingungen, eine zuverlässige Mobilitäts-Performance und minimaler Leistungsverbrauch sind nur einige der Leistungskennzahlen von NB-IoT-Modulen.

Es ist äußerst wichtig, die Performance des NB-IoT-Moduls in verschiedenen Mobilfunkbetreiber-Netzen vor der Produkteinführung gründlich zu testen. Bisweilen ist es sogar notwendig, Vergleichstests durchzuführen, um sicherzustellen, dass Ihr Produkt eine marktführende Position einnimmt. Feldtests spielen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle.

Mit Feldtests können die Anwender das Modul in realen Netzwerkumgebungen testen und so das erforderliche Niveau an Vertrauen in die Funktionalität und Zuverlässigkeit des NB-IoT-Produkts gewinnen. Bei Feldtests erkannte Probleme sind aufgrund der dynamischen Beschaffenheit der Bedingungen, wie sie in der realen Welt herrschen, schwer zu reproduzieren, sodass es kaum möglich ist, die Lösungen zu verifizieren.

Lösung von Rohde & Schwarz

R&S®CMWcards ist ein grafisches Werkzeug zur Erzeugung von Testskripten, das auf dem R&S®CMW500 läuft und für das im Vorhinein keine Programmierkenntnisse erforderlich sind. Indem Sie einfach eine Hand voll Karten zusammenlegen, können Sie verschiedene Signalisierungs-Testskripte erzeugen, um eine Vielzahl von Testszenarien zu simulieren und das Protokollverhalten Ihres Geräts zu verifizieren. Jede Karte enthält eine vordefinierte Protokollprozedur, verfügt jedoch über die Flexibilität, mit der ein Anwender die Signalisierungsparameter anpassen kann. Die integrierte Funktionalität zur Fehlerprüfung einer jeden Karte stellt die Konformität des Signalisierungsflusses sicher.

Die Field-to-Lab-Anwendung (F2L) arbeitet eng mit R&S®CMWcards zusammen und ermöglicht es den Anwendern, ein reales Netzwerkszenario in der Laborumgebung nachzubilden. Der Großteil der im Feld auftretenden Probleme kann dann auf eine kontrollierbare, reproduzierbare und deterministische Art und Weise untersucht werden.

R&S®CMWcards mit F2L ist ein mächtiges Werkzeug, um das Verhalten im Feld zu verifizieren. Es extrahiert die Netzwerkkonfigurationen aus den Feldprotokollen und importiert sie in R&S®CMWcards, um das Testszenario mit Live-Netzkonfigurationen einschließlich Zellinformationen, RRC- und NAS-Nachrichten zu simulieren.

Es kann bestimmte Nachrichten auf Schicht 3 (L3) im Testskript mit denjenigen aus dem Feldprotokoll ersetzen, um ganz einfach die Auswirkung des Inhalts dieser L3-Nachricht auf das Modulverhalten zu testen.

HF-Bedingungen im Feld, z. B. HF-Leistung und -Qualität, können ebenso mit optionaler Synchronisation mit Downlink-Nachrichten extrahiert und im Testskript nachgebildet werden. Zukünftig wird es möglich sein, die variablen Funkbedingungen zu erweitern, um Fading zu simulieren.

Applikations-Workflow

Die Abbildung unten zeigt einen typischen Anwendungsfall der R&S®CMWcards-F2L-Funktionalität für eine NB-IoT-Applikation.

1. Um ein Feldtestproblem zu debuggen, ist zunächst eine Feldtest-Protokolldatei erforderlich. Diese Art von Protokolldatei kann von einem Rohde & Schwarz-Netzwerk-Scanner bezogen oder über die UE-Messkurven erfasst werden.

2. Speisen Sie das Feldprotokoll als Eingabe in den F2L Application Wizard ein. Der Wizard analysiert automatisch die Protokolldatei. Auf Basis der Analyseergebnisse bestimmt der Anwender die Netzwerkparameter und die L3-Nachrichteninhalte, die näher untersucht werden müssen.

3. Der F2L-Wizard erzeugt ein Netzwerkprofil, das die Netzwerkkonfigurationen, Schicht-3-Nachrichten und HF-Parameter enthält, die aus dem Feldprotokoll extrahiert wurden. Das Netzwerkprofil ist ein Satz von Karten, wobei die Parameter jeder einzelnen Karte wie in einem echten Netzwerk konfiguriert werden.

4. Erzeugen Sie ein R&S®CMWcards-Testskript, das den Testablauf Ihres Feldtests widerspiegelt. Wie im Skript unten gezeigt, nimmt das NB-IoT-Messobjekt, das mit User Plane Cellular IoT (CIoT) EPS Optimization registriert ist, nach einem Ausfall der Funkverbindung die Datenverbindung mit einer anderen NB-IoT-Zelle wieder auf.

5. Wählen Sie das in Schritt 3 generierte Netzwerkprofil. Das Netzwerkprofil ersetzt automatisch die Karten im Testskript, das Sie in Schritt 4 erzeugt haben.

Nach Schritt 5 simuliert das R&S®CMWcards-Testszenario die Live-Netzwerkbedingungen in einer Laborumgebung (R&S®CMW500).

Die Kombination aus R&S®CMWcards und F2L ist eine einzigartige und leistungsstarke Lösung, um im Labor Feldtest-Probleme aus dem NB-IoT-Bereich nachzubilden und schlussendlich zu lösen. Dieser Ansatz erhöht die Effizienz bei der Fehlersuche in hohem Maße und optimiert so Ihre Betriebskosten.