NB-IoT – das zellulare LPWAN

NB-IoT – das zellulare LPWAN

Rohde & Schwarz bietet umfassende Testlösungen für höchste NB-IoT-Testanforderungen – vom Design über die Produktion bis zur Installation.

NB-IoT, das von 3GPP erstmals in Release 13 spezifiziert wurde, ist die am besten geeignete Mobilfunktechnologie für IoT-Anwendungen, die eine besonders starke Abdeckung und einen extrem niedrigen Stromverbrauch erfordern. Diese Anwendungen zeichnen sich in der Regel durch niedrige Datenraten und moderate Reaktionszeiten von einigen Sekunden aus – zu nennen sind z. B. Smart Metering, vernetzte Mülltonnen, Fahrräder, Bienenstöcke oder Mausefallen. Nachdem bereits Ende 2017 die ersten Netzwerke installiert wurden, läuft seit 2018 die kommerzielle Vermarktung. NB-IoT kann innerhalb eines LTE-Carriers, im LTE-Schutzintervall und als eigenständige Lösung eingesetzt werden. Die sehr flexible Numerologie von 5G NR wird in Zukunft auch den 5G In-Band-Betrieb von NB-IoT ermöglichen.

Die einzigartigen Funktionen von NB-IoT
Die einzigartigen Funktionen von NB-IoT

NB-IoT ist im Prinzip eine zellulare LPWAN-Technologie, die im Downlink innerhalb von 180 kHz (ein PRB) mit einem Unterträgerabstand von 15 kHz und im Uplink in der Regel mit 3,75-kHz- oder 15-kHz-Einzeltonübertragung arbeitet. Um die zusätzliche Anforderung eines maximalen Koppelverlusts von 20 dB (Maximum Coupling Loss, MCL) zu erfüllen, verwendet NB-IoT Methoden zur Abdeckungserweiterung wie z. B. Power Boosting im Downlink oder Subframe-Wiederholung im Uplink und Downlink. Eine Batterielaufzeit von mehr als 10 Jahren erfordert spezielle Energiesparfunktionen wie PSM, eDRX oder Release Assistance Indication (RAI). Darüber hinaus musste für die Einführung von NB-IoT und LTE-M eine optimierte Kernarchitektur spezifiziert werden, die beispielsweise die Übertragung von Benutzerdaten über die Steuerebene sowie die frühzeitige Datenübertragung (Early Data Transmission, EDT) ermöglicht.

Ihre NB-IoT-Testherausforderungen

NB-IoT setzt weitgehend auf Funktionen und Technologien, die bereits von LTE bekannt sind. Daher sind die meisten Testanwendungen dem Testen eines LTE-Modems sehr ähnlich. Bestimmte LPWAN-Anwendungsmerkmale erfordern jedoch besondere Aufmerksamkeit. So wird beispielsweise dringend eine detaillierte Analyse und Optimierung des Stromverbrauchs unter verschiedenen Konfigurationen und Betriebsmodellen empfohlen, um Batterielaufzeiten von mehr als 10 Jahren sicherzustellen. Der Betrieb unter extremen Netzwerkbedingungen erfordert erstklassige HF- und Antennendesigns, die idealerweise durch Over-the-Air-Tests verifiziert werden. Es ist außerdem ratsam, den Einfluss verschiedener CE-Level auf den Stromverbrauch und die Latenzzeit sowie den Betrieb unter verschiedenen Fading-Bedingungen zu analysieren. Von Interesse sind weiterhin End-to-End-Anwendungstests und insbesondere die Überprüfung der sicheren und privaten Kommunikation von NB-IoT-Geräten.

Vorteile der NB-IoT-Testlösungen von Rohde & Schwarz

  • Komplettes Lösungsportfolio für Tests von NB-IoT-Basisstationen, -Chipsätzen, -Modulen und -Geräten
  • Testlösungen für jeden Bereich – von der Forschung und Entwicklung über die Produktion bis hin zum Service
  • Klassenbeste Lösungen für Konformitäts-, Preconformance- und Netzbetreiber-Abnahmetests

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