eMTC und NB-IoT ebnen den Weg zu 5G/IoT

Mehr als 60 % der heutigen, zellularen Internet of Things (IoT)-Geräte nutzen Mobilfunktechnologien der zweiten Generation, z. B. GPRS. Der Übergang zur dritten Generation wird innerhalb der nächsten Jahre stattfinden, da insbesondere der Bedarf nach höheren Datenraten und langfristiger Netzverfügbarkeit zunimmt.

3GPP IoT-Standardisierung auf dem Weg zu 5G

Da LTE vorwiegend für den mobilen Breitbandmarkt optimiert wurde, hat das IoT bis jetzt nur für eine geringe Nachfrage nach der 4G-Technologie gesorgt. Darüber hinaus sind die Kosten für ein LTE-Modem im Vergleich zu einem GSM-Modem immer noch relativ hoch. Einige Aspekte lassen LTE jedoch immer attraktiver werden:

  • Verbesserung der weltweiten Versorgung
  • Langfristige Verfügbarkeit
  • Technologische Vorteile im Hinblick auf spektrale Effizienz, Latenz und Datendurchsatz

Der Bedarf nach optimierten Lösungen für den IoT-Markt wurde früh erkannt, und so wurden spezielle Verbesserungen für die Machine-Type-Communication (MTC) entwickelt. Beispielsweise wurden mit Rel. 10 und 11 Funktionalitäten eingeführt, um das Mobilfunknetz gegen Überlastung als Folge der vielen IoT-Geräte zu schützen (SIMTC, NIMTC).

Machine-Type-Communication LTE/LTE-A/LTE-A Pro

Mit den Machine-Type-Communication enhancements (MTCe) und kostengünstigem LTE (LC_LTE) wurden mit Release 12 optimierte Lösungen eingeführt, um die Hauptanforderungen von IoT-Geräten zu erfüllen, dazu gehören wenig Datenverkehr, geringe Leistungsaufnahme und geringe Kosten:

  • Power Saving Mode (PSM), der für Sensornetze geeignet ist, die nur selten Daten an das Gerät senden müssen
  • Neue LTE-Gerätekategorie 0, die mutmaßlich nur 50 % der Komplexität eines Kategorie 1-Modems aufweist, dies wird durch Reduzierung der unterstützten Datenraten bis hinunter zu 1 Mbps und dem Verzicht auf den Vollduplexmodus und mehrere Antennen erreicht

eMTC oder LTE-M ist Teil von Release 13 und beinhaltet zusätzliche Maßnahmen zur Kostenreduktion, insbesondere niedrigere Bandbreiten im Uplink und Downlink, niedrigere Datenraten und eine reduzierte Sendeleistung.

Eine Erweiterung des DRX-Zeitgebers im Leerlauf- und Verbindungsmodus sollte für eine signifikant längere Batterielebensdauer von mehreren Jahren sorgen. Zusätzlich gibt es einen Bedarf für Reichweitenverbesserungen bei Applikationen mit intelligenten Zählern, die unter extremen Empfangsbedingungen, beispielsweise im Keller, installiert wurden, oder für weit verstreute Geräte wie bei Applikationen in der Landwirtschaft. Zahlreiche Techniken sollten für signifikante Verbesserungen sorgen, dazu zählen Mehrfachwiederholungen von Daten oder weniger strenge Anforderungen an Zeitverhalten und Fehleraufkommen.

Rel. 13 richtet sich mit einer neuen Technologie, genannt NB-IoT, ebenso an die Anforderungen des IoT-Markts nach extrem niedrigen Kosten. NB-IoT belegt weniger als 200 kHz des Spektrums und lässt sich In-Band einsetzen, indem freie LTE-Ressourcenblöcke wiederverwendet werden, oder es agiert eigenständig im Spektrum zwischen benachbarten LTE-Trägern oder im freien GSM-Spektrum. Beabsichtigt ist, Merkmale und Funktionen, die bereits mit LTE verfügbar sind, in einem großem Umfang wiederzuverwenden.

 
LTE Cat 1
(Rel. 8)

LTE Cat 0
(Rel. 12)

LTE Cat M1
(Rel. 13)

NB-IoT
(Rel. 13)
Spitzenrate im Downlink 10 Mbps 1 Mbps <1 Mbps 150 kbps
Spitzenrate im Uplink 5 Mbps 1 Mbps <1 Mbps 150 kbps
Empfängerbandbreite des Endgeräts 20 MHz 20 MHz 1,4 MHz 200 kHz
Max. Sendeleistung des Endgeräts 23 dBm 23 dBm 23 dBm oder 20 dBm 23 dBm oder 20 dBm
Duplex-Verfahren Vollduplex Halbduplex (opt.) Halbduplex (opt.) Halbduplex

Mit Release 14 können wir weitere Verbesserungen und Optimierungen erwarten, die auf den einsatzkritischen IoT-Markt ausgerichtet sind, beispielsweise die Reduktion der Latenz bis hinunter auf 1 ms oder die Unterstützung für den Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen (Vehicle-to-Vehicle-Communications, V2V). Diese Aktivitäten werden auch den Weg für den Mobilfunk der fünften Generation (5G) ebnen, bei dem eine extrem niedrige Latenz, eine sehr lange Batterielebensdauer und eine enorme Anzahl von Geräten eine bedeutende Rolle spielen.

Lösungen von Rohde & Schwarz für das IoT

Rohde & Schwarz ist der richtige Partner, um Ihre IoT-Produkte zu realisieren. Von GSM bis 4G, von F&E bis zur Konformität, von Chipsatztests und gefertigten Geräten bis zur Ausrüstung für Infrastruktur: Rohde & Schwarz kann Ihre Testanforderungen erfüllen.

Die R&S®CMW Mobilfunk-Testplattform bietet Lösungen, um Funktionalitäten der 3GPP-Machine-Type-Communication (MTC) sowie Chipsätze, Module und Geräte für LTE Cat 1 und Cat 0 zu testen und zu verifizieren. Sie lässt sich mit dem R&S®CMWrun Sequencer Software Tool kombinieren, um Tests von End-to-End-Applikationen zu automatisieren. Diese Single-Platform-Lösung gewährt einen detaillierten Einblick in verschiedene Parameter wie den Signalisierungsverkehr beim Mobilfunk, den IP-Datenverkehr und die Leistungsaufnahme. Rohde & Schwarz bietet diesbezüglich ebenso Lösungen zur Konformitätsprüfung, dazu gehören Lösungen für Tests des IoT-Applikationsverhaltens gemäß der GSMA.

Ressourcen für LTE-M und NB-IoT

  • Sequencer Software Tool

  • Als Teil von Release 13 hat das 3GPP eine neue Funkschnittstelle namens Narrowband Internet of Things (NB-IoT) spezifiziert. NB-IoT ist für Machine-Type Traffic optimiert. Sie ist so einfach wie möglich gehalten, um die Gerätekosten zu reduzieren und den Batterieverbrauch zu minimieren. Zusätzlich wurde sie angepasst, um unter schwierigen Funkbedingungen zu arbeiten, wie es häufig in Betriebsumgebungen von bestimmten Machine-Type-Communication-Geräten der Fall sein kann. Obgleich NB-IoT eine unabhängige Funkschnittstelle darstellt, ist diese eng mit LTE verwoben, was sich auch durch deren Integration in die aktuellen LTE-Spezifikationen zeigt.

    In diesem White Paper geben wir eine Einführung in die NB-IoT-Technologie mit Schwerpunkt auf der engen Verzahnung mit LTE.

video description

Auf dem GSMA Mobile World Congress 2017 in Barcelona präsentierte Rohde & Schwarz eine kompakte Lösung zur Verifizierung der Schmalband-IoT-HF-Performance.

video description

Auf dem GSMA Mobile World Congress 2017 in Barcelona präsentierte Rohde & Schwarz die ersten One-Box-Lösungen für Zertifizierungstests von Protokollen, RRM und HF bei eMTC- und NB-IoT-Geräten.

Produkte für LTE-M und NB-IoT

  • R&S®CMW500 Wideband Radio Communication Tester
    • Die Universalplattform, die alle wesentlichen zellularen und nicht zellularen Funktechnologien unterstützt
    • Protokolltests einschließlich der Funktionalitäten für Machine-Type-Communication- (MTC) und Betreiber-Abnahmetests
    • Umfassende End-to-End-Tests inkl. fortschrittlicher IP-Analyse
  • R&S®CMW290 Functional Radio Communication Tester
    • Funktionstests von zellularen und nicht zellularen Geräten
    • Unterstützt die M2M/IoT-Integration zu einem herausragenden Preis-Leistungs-Verhältnis
    • End-to-End-Tests von IoT-Applikationen einschließlich Verifizierung der MTC-Funktionalitäten
  • R&S®CMWrun Sequencer Software Tool
    • Einfache und unkomplizierte Konfiguration von Testabläufen ohne spezielle Programmierkenntnisse
    • Detaillierter Einblick in verschiedene Parameter wie den Signalisierungsverkehr beim Mobilfunk, den IP-Datenverkehr und die Leistungsaufnahme auf einer einzigen Plattform
    • Schlüsselelement der preisgekrönten IoT-Testlösung von Rohde & Schwarz, die weit über reine HF- und Protokolltests hinausgeht
  • R&S®CMW-PQA Testsystem für die Leistungsqualitätsanalyse
    • Ermöglicht es Netzbetreibern und Herstellern von Mobilfunkgeräten, das Applikationsverhalten genauer zu untersuchen
    • Prüft die Anzahl an aufgebauten Verbindungen und das erzeugte Netzverkehrsaufkommen für jede Applikation, die auf einem Gerät läuft
    • Mit der intuitiven Bedienoberfläche können die Anwender schnell und einfach Tests konfigurieren und die Ergebnisse in einem klar strukturierten, graphischen Bericht analysieren.
  • R&S®TS8980 HF-Testsystemfamilie
    • Integrierte Testsystemfamilie für LTE-, WCDMA- und GSM-Konformitätsprüfungen
    • Volle Abdeckung für HF-Konformitätstestfälle
    • Unterstützung für Abnahmetests von LTE-Netzbetreibern
  • R&S®FSV Signal- und Spektrumanalysator
    • Außergewöhnlich schneller und vielseitiger Signal- und Spektrumanalysator für Anwender in den Bereichen Entwicklung, Produktion, Installation und Instandhaltung von HF-Systemen
    • Messapplikationen für die Vektorsignalanalyse bei GSM/EDGE (einschließlich EDGE Evolution), WCDMA/HSPA+, LTE, WiMAX™, WLAN, CDMA2000® und 1xEV-DO
    • Frequenzbereich bis zu 4/7/13,6/30/40 GHz und bis zu 160 MHz Bandbreite für die Signalanalyse
  • R&S®SMBV100A Vektorsignalgenerator
    • Herausragende HF-Leistung sowie ein sehr hoher Ausgangspegel und kurze Einstellzeiten
    • Optionaler, interner Basisbandgenerator, um die Generierung zahlreicher Standards zu ermöglichen
    • Unterstützung von 3GPP LTE FDD und TDD, LTE-Advanced, 3GPP FDD/HSPA/HSPA+, GSM/EDGE/EDGE Evolution, TD-SCDMA, WLAN und aller weiteren, wichtigen digitalen Standards
    • Vollwertiger GNSS-Simulator mit GPS, Glonass, Galileo, BeiDou und QZSS/SBAS
  • R&S®VSE Vector Signal Explorer Software
    R&S®VSE Vector Signal Explorer Software
    • Überträgt die Erfahrung und Leistungsfähigkeit der Signalanalyse von Rohde & Schwarz auf Ihren PC
    • Bietet eine breite Palette an Analysewerkzeugen zur Fehlersuche und Optimierung bei Designs
    • Unterstützung von R&S®FSL/R&S®FPS/R&S®FSV/R&S®FSVA/R&S®FSW/R&S®RTO
Vielen Dank!

Ihre Anfrage wurde erfolgreich versendet!

Wir nehmen in Kürze Kontakt mit Ihnen auf.

Ihr Rohde & Schwarz -Team

Informationen anfordern
Thema: LTE/LTE-Advanced

Geben Sie bitte Ihre Anfrage ein.
Kontaktdaten

Teilen Sie uns bitte mit, wie wir Sie ansprechen sollen.

Geben Sie bitte Ihren Vornamen ein.

Geben Sie bitte eine gültige E-Mailadresse ein.

Geben Sie bitte Ihren Firmennamen ein.

Geben Sie bitte Ihre Postleitzahl ein.

Geben Sie bitte Ihren Namen ein.

Geben Sie bitte Ihre Telefonnummer ein.

Wählen Sie bitte Ihr Land aus.

Geben Sie bitte Ihre Stadt ein.

Geben Sie bitte Ihren Straßennamen ein.

Geben Sie bitte Ihre Nummer ein.

(z.B. zweiter Stock, Rückgebäude)
Zusätzliche Informationen


Marketing-Einverständniserklärung
Security Response-Code
show captcha

Die Eingabe war nicht korrekt.
*Pflichtfeld
International Website