Test su reti NB-IoT dal campo al laboratorio con R&S®CMWcards

Attività da eseguire

IoT a banda stretta (NB-IoT) è una tecnologia radio per realizzare rete geografica a bassa potenza (LPWAN) inizialmente standardizzata nella versione 13 delle specifiche 3GPP. Funziona con una larghezza di banda limitata di 200 kHz e può essere utilizzata in tre modalità operative: autonoma, in banda di guardia e in banda vocale. Una rete NB-IoT fornisce servizi che coprono vari settori verticali, ad es. tracciatura dei beni nella logistica, case intelligenti, città intelligenti, ecc.

L'eccellente copertura degli ambienti al chiuso anche in condizioni di propagazione radio difficili, la garanzia di prestazioni affidabili in mobilità e il bassissimo consumo energetico sono solo alcune delle principali caratteristiche prestazionali richieste ai moduli di comunicazione NB-IoT.

Prima del lancio commerciale del prodotto, è essenziale verificare in accuratamente le prestazioni dei moduli NB-IoT con le reti di vari operatori mobili. Talvolta è anche necessario svolgere test comparativi per assicurare che il prodotto abbia caratteristiche ai vertici del mercato. I test sul campo giocano un ruolo molto importante in questo contesto.

I test sul campo consentono agli utenti di verificare il comportamento di un modulo di comunicazione in ambienti di reti reali, con la fiducia necessaria per poter garantire l'effettiva funzionalità e affidabilità di un modulo NB-IoT. I problemi rilevati durante i test sul campo sono di solito difficili da riprodurre, a causa della natura dinamica delle condizioni reali. Ciò rende difficile verificare l'efficacia delle correzioni apportate al prodotto.

Soluzione Rohde & Schwarz

R&S®CMWcards è uno strumento grafico per la creazione di script di test, disponibile nello strumento R&S®CMW500, che non richiede alcuna precedente conoscenza di programmazione. Impostando semplicemente alcune schede, è possibile creare vari script di test con segnalazione per simulare vari scenari di test e verificare il comportamento del protocollo del dispositivo. Ciascuna scheda comprende una procedura di protocollo predefinita, tuttavia è abbastanza flessibile da consentire agli utenti di regolare i parametri di segnalazione. La funzionalità incorporata di controllo degli errori di ciascuna scheda assicura la conformità dei flussi di segnalazione.

L’applicazione dal campo al laboratorio (F2L) opera in stretta associazione alle schede di R&S®CMWcards e consente all’utente di riprodurre il reale scenario di rete in laboratorio. La maggior parte dei problemi sul campo può quindi essere esaminata in modo controllabile, ripetibile e deterministico.

R&S®CMWcards con F2L è un potente strumento per la verifica del comportamento sul campo. Estrae le configurazioni di rete dai registri del campo e li importa in R&S®CMWcards per simulare lo scenario di test con configurazioni di rete realistiche, comprendenti le informazioni sulle celle, i messaggi NAS e RRC.

Può sostituire specifici messaggi di livello 3 (L3) nello script di test con quello dal registro sul campo per verificare facilmente come il contenuto dei messaggi L3 influenzino il comportamento del modulo di comunicazione.

È possibile estrarre anche le condizioni RF del campo, ad es. la potenza e la qualità del segnale RF, con la sincronizzazione opzionale dei messaggi nella direzione downlink, che vengono riprodotti nello script di test. In futuro, sarà possibile estendere le funzionalità di riproduzione di condizioni variabili della propagazione radio per simulare la condizione di fading.

Flusso di lavoro dell’applicazione

La figura seguente mostra un tipico caso di utilizzo della funzionalità F2L di R&S®CMWcards per l’applicazione NB-IoT.

1. Per eseguire il debug di un problema di test sul campo, per prima cosa è necessario un file di registro dei test sul campo. Questo tipo di file di registro può essere ottenuto da uno scanner di rete Rohde & Schwarz o catturato attraverso le tracce del terminale mobile (UE).

2. Trasmettere il registro di campo come ingresso alla procedura guidata dell’applicazione F2L. La procedura guidata analizza automaticamente il file di registro. In base ai risultati dell’analisi, l’utente determina i parametri di rete e il contenuto dei messaggi L3 che devono essere ulteriormente esaminati.

3. La procedura guidata F2L genera un profilo di rete che contiene le configurazioni di rete, messaggi di livello 3 e parametri RF estratti dal registro di campo. Il profilo di rete è un insieme di schede in cui i parametri di ciascuna scheda sono configurati come quelli nella rete reale.

4. Creare uno script di test R&S®CMWcards che rispecchi la sequenza di test dei test sul campo. Ad esempio, come mostrato nello script seguente, il DUT NB-IoT registrato con l’ottimizzazione EPS del piano utente cellulare IoT (cIoT) riprende la connessione dati su un’altra cella NB-IoT dopo un guasto di un collegamento radio.

5. Selezionare il profilo di rete creato al passaggio 3. Il profilo di rete sostituirà automaticamente le schede nello script di test creato al passaggio 4.

Dopo il passaggio 5, lo scenario di test R&S®CMWcards simula le condizioni di rete dal vivo in un ambiente di laboratorio (R&S®CMW500).

La combinazione di R&S®CMWcards e F2L offre un modo unico e potente di ricreare e infine risolvere in laboratorio i problemi dei test NB-IoT sul campo. Questo approccio aumenta notevolmente l’efficienza del debugging, ottimizzando i costi operativi (OPEX).