Mediciones precisas y rápidas de redes NB-IoT

Su misión

Las redes LTE actuales está optimizadas para entregar altas velocidades de datos a los servicios multimedia que requieren un gran ancho de banda. Los requisitos para los casos de uso del IoT son diferentes. Las redes LTE para aplicaciones del IoT serán optimizadas para ofrecer la mayor disponibilidad posible (gran penetración en interiores) y el menor consumo de energía. A diferencia de las personas, las instalaciones de IoT, como los contadores inteligentes instalados en los edificios, no pueden cambiar de posición para conseguir una mejor señal. Se necesita disponer de una buena cobertura de red para asegurar que las diversas aplicaciones NB-IoT tengan una conexión NB-IoT robusta.

Pese a que el NB-IoT es un añadido estándar de 3GPP al LTE, supone un sistema radioeléctrico totalmente nuevo y todo un desafío para la cobertura. Las tareas siguientes son esenciales a la hora de planificar y desplegar nuevas redes NB-IoT:

• Verificación de la cobertura de RF del NB-IoT
• Aseguramiento del rendimiento de servicios del NB-IoT (calidad de servicio: QoS)
• Comprobación de la coexistencia con otras tecnologías (NB-IoT frente a LTE/GSM)
• Solución de problemas en caso de bajo rendimiento (calidad de servicio: QoS, calidad percibida: QoE)
• Comparación de la cobertura de red del NB-IoT y otros indicadores claves de rendimiento

Todas estas tareas hacen esencial contar con una solución potente para las pruebas de red del NB-IoT.

Se recomienda efectuar mediciones adicionales para entender la interacción dispositivo/red, el comportamiento del enlace ascendente y el protocolo, la carga de señalización y la eficiencia energética durante las comunicaciones del NB-IoT.

Solución de prueba y medición

La mejor manera de efectuar con precisión las mediciones de cobertura del NB-IoT es con un escáner de red que cuente con suficiente rendimiento en RF en combinación con un software de análisis puntero. Se podría pensar que para lograrlo basta con medir usando dispositivos NB-IoT. Sin embargo, los dispositivos NB-IoT tan solo son compatibles con las mediciones de reselección de célula en modo inactivo, fuera de las ventanas de recepción discontinua (DRX) activa y del modo de ahorro de energía (PSM). Un dispositivo de NB-IoT solo mide las células vecinas si estas están configuradas en la red y si se señalizan en los mensajes de broadcast de información del sistema (SIB-NB 4 y 5). De ahí que la mejor manera de llevar a cabo mediciones precisas de cobertura del NB-IoT sea con un escáner de red. No obstante, más adelante veremos que se pueden obtener algunas mediciones valiosas usando dispositivos NB-IoT además de un receptor de escaneado.

Las mediciones de la red NB-IoT basadas en dispositivos NB-IoT nos ayudan a entender la interacción dispositivo/red, el comportamiento del enlace ascendente y el protocolo, la carga de señalización y la eficiencia energética durante las comunicaciones del NB-IoT:

• La solución de precisión para evaluar la cobertura del NB-IoT consiste en el uso de los escáneres de red de Rohde & Schwarz(R&S^®TSMW, R&S^®TSMA, R&S^®TSME) y el software de «drive test» R&S^®ROMES4 para la optimización de la red y la solución de problemas
• La solución complementaria que consiste del software R&S^®ROMES4 y de dispositivos NB-IoT (basados en chipsets NB-IoT/eMTC de los principales fabricantes) permite obtener una visión profunda de la interacción dispositivo/red y de la eficiencia de las comunicaciones del IoT
• El software de análisis de problemas R&S^®ROMES4NPA analiza tanto los datos del escáner como los del equipo de usuario

Resultados y ventajas clave

Rohde & Schwarzofrece la única solución combinada para pruebas del NB-IoT con escáneres de red y dispositivos NB-IoT en combinación con el software de análisis, todo ello de un mismo proveedor.

Las ventajas principales son:

• Evaluación de la coexistencia entre tecnologías mediante el uso de escáneres compatibles con múltiples tecnologías: GSM, LTE, NB-IoT, espectro, escaneado de potencia de RF, etc. Se puede evaluar la influencia del NB-IoT en portadoras adyacentes/en el espectro
• Información precisa sobre la cobertura de RF en el enlace descendente que solo pueden proporcionar los escáneres de red
• Rendimiento de servicio medido con dispositivos de NB-IoT conectados al R&S^®ROMES4
  • Indicadores claves de rendimiento de la capa de aplicación, como tasa de éxito, tiempo de establecimiento, tiempo de transferencia, tasa de datos útiles y latencia
  • Medidas de rendimiento de la red, como eficiencia espectral, latencia, eficiencia energética, utilización de recursos y cobertura (enlace descendente y enlace ascendente)
• Compatible con una gran variedad de conjuntos de chips NB-IoT y de proveedores de módulos
• Ventaja de costos a través de la reutilización del hardware ya existente del escáner R&S^®TSMx (basado en algoritmos probados y en el rendimiento del escáner). La función NB-IoT se habilita a través de una mejora del software
• Drive/walk tests más rápidos (es decir, más mediciones en el mismo tiempo) debido a una mayor velocidad de escaneo LTE/GSM (multitecnología) (con el R&S^®TSMx) para evaluar la influencia de las portadoras NB-IoT en LTE/GSM (lo que representa una ventaja en cuanto a los gastos operacionales (OPEX))
• Casos de uso más flexibles (lo que posibilita walk tests) gracias al liviano hardware del escáner (▷ evaluaciónde portadora NB-IoT en sótanos (medidor de potencia inteligente), aplicaciones de equipo de usuario en zonas urbanas de alta densidad (es decir, parquímetro)
  • Morral con R&S^®TSMA y R&S^®ROMES4 controlados mediante una tablet (solución ligera y que ocupa poco espacio para mediciones de walk test para aplicaciones interiores/exteriores)
• Solución de prueba preparada para el futuro: los escáneres actuales y futuros (R&S^®TSME, R&S^®TSMA, R&S^®TSMW) permiten el escaneo del NB-IoT con la opción de software de la tecnología apropiada
• Rango de frecuencias: Medidas de NB-IoT en todas las bandas hasta 6 GHz
• Mismo aspecto y usabilidad: El NB-IoT proporcionará las mismas singulares funciones del LTE y de otras tecnologías, como la detección automática de canal (Automatic Channel Detection, ACD). Emplea además vistas similares de su interfaz gráfica de usuario para facilitar su uso

Características clave

Unas características importantes de nuestros escáneres en combinación con la herramienta de análisis R&S^®ROMES4 son la medición de la cobertura (potencia de recepción de la señal de referencia, RSRP) y de la calidad de señal (relación portadora a interferencia y ruido, CINR). Un escáner efectúa las mediciones con una precisión de RF mucho mejor que la de un smartphone comercial o un dispositivo NB-IoT. Un escáner puede medir los valores de RSRP de todas las células visibles dentro del umbral de sensibilidad y de rango dinámico y, al mismo tiempo, ofrecer una visión mucho más detallada de todas las células disponibles del NB-IoT (así como una cobertura precisa).

Los escáneres de red siempre funcionan de manera pasiva o no intrusiva, es decir, las mediciones no afectan a la red que se encuentra en funcionamiento.

La herramienta de software R&S^®ROMES4 también puede analizar datos procedentes de los dispositivos NB-IoT conectados. Proporciona una visión detallada de las comunicaciones entre la red NB-IoT y el dispositivo con la funcionalidad NPA (análisis de puntos problemáticos para el escáner y el equipo de usuario).