NB-IoT OTDOA位置決定デザインの検証を容易にするR&S®CMWcards

OTDOAとその利点

3GPPリリース14では、NB-IoTがさらに改善され、ユーザー体感が向上しています。OTDOA（Observed Time Difference Of Arrival）は、ダウンリンクベースの位置決定方法であり、位置決定精度を高めるためのNB-IoT位置決定方法の1つとして3GPPで記述されています。これは、隣接セルを利用して、現在のセルを基準とした到着時間差（ToA）の観測値を導出します。

位置決定モードには、UEベースとUEアシストの2つがあります。UEベースモードでは、NB-IoTデバイスが位置を測定して判定します。UEアシストモードでは、デバイスが測定結果を位置判定のためにネットワークに送信します。OTDOAを使用することで、50 m未満の位置精度を実現できます。

位置決定機能を備えたNB-IoTデバイスによって、さまざまな新製品や新サービスが可能になります。例としては、ウェアラブル機器、スマート自転車、資産トラッキング、ペットトラッキング、環境モニタリングなどが挙げられます。

課題

NB-IoTの位置決定の代表的な使用例を見てみましょう。NB-IoTモジュールを装着した貸自転車が、人口密度の高い東京の街を走っているとします。移動中には、デバイスが受信するパワーレベルが変化し、さまざまなセルからの到着時間の観測値は、セルとの距離の変動に応じて動的に変化します。OTDOA位置決定方法に基づいて、自転車の位置が測定され、計算されます。この位置決定情報は、資産トラッキングのために会社のサーバーに転送されます。

デバイスの観点からは、次のテストを考慮する必要があります。

• 複数のセルと基準セルから受信した位置決定信号の時間差の測定と、ネットワークからの補助データの組み合わせ
• デバイスからネットワークへの測定レポート
• OTDOA位置決定方法に基づく位置決定情報の精度

ローデ・シュワルツのソリューション

このようなテストの要素に関して、さまざまなネットワーク配備状況の下で、再現性のあるデターミニスティックなラボ環境での検証やベンチマークを行い、かつテストスクリプトの開発の手間を最小限に抑える方法があるでしょうか。あります。このようなテストの課題に応えるには、R&S®CMWcardsが最適なソリューションです。

R&S®CMWcardsは、R&S®CMW500 ワイドバンド無線機テスタで使用されるグラフィカルなテストスクリプト作成ツールです。プログラミングに関する知識は不要です。カードの簡単な組み合わせをセットアップするだけで、さまざまなシグナリング・テスト・スクリプトを作成して、NB-IoTセルをシミュレートし、デバイスのプロトコル動作を検証できます。各カードは定義済みのプロトコル手順を表していますが、シグナリングパラメータはユーザーが柔軟に調整できます。各カードに内蔵されたエラーチェック機能により、シグナリングフローが規格に準拠することが保証されます。

先ほど述べたNB-IoT OTDOA位置決定の代表的な使用例は、以下のようなテストスクリプトをR&S®CMWcardsで作成するだけで検証できます。テストスクリプトのプリアンブル部分では、NB-IoTデバイス用の4セル環境がセットアップされ、アクティブ化されます。セルのセットアップ段階では、OTDOA位置決定方法の基盤となるセルの時間差がシミュレートされます。メイン・テスト・スクリプトでは、セルの送信パワーが調整され、動的な移動シナリオでNB-IoTデバイスがシミュレートされます。デバイスの登録手順は、“Registration”カードに組み込まれます。次に、位置情報サービスが“Start LBS”カードで設定されます。これには、位置決定方法（この例ではOTDOA）と位置シナリオ（例：東京）が含まれます。

“Location Verification”カードでは、位置決定モード（UEベースまたはUEアシスト）と位置決定手順（ユーザープレーンまたは制御プレーン）が指定されます。ここでは、位置決定情報の精度が最終的に検証され、判定が行われます。