NB-IoT: LPWAN cellulare

NB-IoT: LPWAN cellulare

Rohde & Schwarz offre soluzioni di misura e collaudo complete per soddisfare i più stringenti requisiti di test sui dispositivi NB-IoT: dalla progettazione iniziale alla produzione in serie dei dispositivi e fino alla messa in esercizio della rete

Definita per la prima volta da 3GPP nelle specifiche della release 13, NB-IoT è la tecnologia di rete mobile più adatta per le applicazioni IoT che richiedono copertura eccezionalmente profonda e un consumo energetico estremamente basso. Queste applicazioni sono tipicamente caratterizzate da basse velocità di trasferimento dei dati e tempi di reazione moderati, dell'ordine di qualche secondo, come contatori intelligenti, bidoni dei rifiuti connessi in rete, biciclette intelligenti, alveari o trappole per topi collegabili in rete. Le prime attivazioni delle reti sono iniziate alla fine del 2017 e l'avvio commerciale su larga scala in vari paesi nel mondo è iniziato nel corso del 2018. Un servizio NB-IoT può essere attivato all’interno di una portante LTE, nella banda di protezione LTE o come soluzione autonoma. In futuro, la numerologia molto flessibile delle radio 5G NR faciliterà anche il funzionamento di NB-IoT nelle banda assegnate al 5G.

La caratteristiche uniche delle reti NB-IoT
La caratteristiche uniche delle reti NB-IoT

Sintetizzando, la tecnologia NB-IoT può essere definita come rete geografica LPWAN cellulare funzionante in direzione downlink con una larghezza di banda del canale di 180 kHz (un PRB) e una spaziature tra le sottoportanti di 15 kHz, mentre in direzione uplink tipicamente con trasmissione a sottoportante singola da 3,75 kHz o 15 kHz. Per soddisfare il requisito ulteriore di perdita massima di accoppiamento (MCL) di 20 dB, una rete NB-IoT prevede l'utilizzo di tecniche di miglioramento della copertura quali il power boosting in downlink o la ripetizione subframe sia in uplink sia in downlink. Una durata della batteria di oltre 10 anni richiede l'utilizzo di funzionalità specifiche per il risparmio energetico, quali PSM, eDRX o RAI (Release Assistance Indication ). Inoltre, l’introduzione di reti LTE-M e NB-IoT richiedeva la definizione di un’architettura core ottimizzata che consenta, ad esempio, la trasmissione di dati degli utenti attraverso il piano di controllo e la trasmissione anticipata dei dati (EDT, Early Data Transmission).

Le sfide da affrontare nel test di dispositivi NB-IoT

Una rete NB-IoT riutilizza ampiamente funzionalità e tecniche familiari già utilizzate nelle reti LTE. Pertanto, la maggior parte delle applicazioni di test sono molto simili a quelle per effettuare le prove su un normale modem LTE. Tuttavia, le caratteristiche specifiche di un'applicazione LPWAN richiedono particolare attenzione. Ad esempio, l’ottimizzazione e l’analisi dettagliata del consumo energetico in configurazioni e modelli operativi diversi sono altamente consigliate per assicurare una durata della batteria superiore a 10 anni. Il funzionamento in condizioni di copertura al chiuso richiedono che le prestazioni della sezione RF e dell'antenna siano molto elevate, da verificare idealmente tramite prove via radio (over-the-air). Si consiglia anche di analizzare l’impatto del funzionamento con diversi livelli CE sul consumo energetico e sulla latenza, nonché delle diverse condizioni di fading che si potrebbero incontrare nell'utilizzo reale. È importanti effettuare test end-to-end a livello applicativo e, in particolare, verificare la sicurezza e la riservatezza delle comunicazioni.

Vantaggi delle soluzioni di test NB-IoT di Rohde & Schwarz

  • Un set completo di soluzioni che coprono i test sulle stazioni base NB-IoT, chipset, moduli e dispositivi
  • Soluzioni di test per ogni area di attività, dalla ricerca e sviluppo alla produzione fino all’assistenza
  • Le soluzioni più avanzate per effettuare le prove di conformità, preconformità e accettazione previste dagli operatori

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