3GPP NB-IoT, tecnología y herramientas de medida

Abstract

Resumen-La primera versión de los estándares 3GPP Narrow Band-IoT (NB-IoT) se finalizó en Junio de 2016 como parte de la Release 13. NB-IoT es una nueva tecnología de acceso radio que puede coexistir con los despliegues actuales de GSM, UMTS y LTE. De hecho, la especificación de NB-IoT se ha integrado en los estándares LTE. NBIoT va un paso más allá que la especificación de MTC (Machine Type Communication), enfocándose en dispositivos de extremadamente bajo coste, despliegues masivos y tasas de transmisión reducidas con un ancho de banda de solamente 200 kHz (de ahí su nombre). En este artículo realizaremos una revisión en detalle de las especificaciones 3GPP destacando las modificaciones necesarias sobre los despliegues LTE tradicionales para proporcionar conectividad a dispositivos de usuario (UEs) Cat-NB1. Asimismo, introduciremos una perspectiva novedosa sobre las ventajas de usar de nuevas herramientas y soluciones para el análisis y medida de comunicaciones NB-IoT, como el UXM E7515A de Keysight Technologies, proporcionando también lecciones aprendidas en el incipiente uso de esta nueva tecnología.Palabras Clave-LTE, Narrowband-IoT, Machine Type Communication, entorno de pruebas, Internet de las cosas I. INTRODUCCIÓNComo resultado del study item TR 45.820 [1] de 3GPP, titulado 'Cellular system support for ultra-low complexity and low throughput Internet of Things (CIoT)', se ha propuesto una nueva tecnología radio llamada NB-IoT. NB-IoT se está integrando en los estándares LTE y se ha estandarizado una nueva categoría de dispositivos (UEs) in [2], llamada Cat-NB1. Las funcionalidades proporcionadas por NB-IoT se han introducido previamente en [4][5] y están orientadas a cubrir el segmento inferior de las comunicaciones máquina a máquina, también conocidas como Machine Type Communication (MTC): cobertura extendida, soporte de un número masivo de dispositivos de baja tasa de transmisión, alta latencia permitida, dispositivos de ultra-bajo coste, bajo consumo de potencia y arquitectura de red optimizada.Como se muestra en la Tabla I, los requerimientos de NB-IoT son los mismos que para eMTC (enhanced MTC)[3], pero con el foco en escenarios masivos MTC en el segmento de bajo coste. NB-IoT proporciona un coste por dispositivo incluso inferior que eMTC, y una mayor extensión de cobertura con un presupuesto de pérdidas de propagación para el enlace (MCL) de 164dB (al menos en despliegue aislado). La duración de la batería se ha buscado que pueda alcanzar los 10 años con una batería de 5 Vatios Hora. NB-IoT es compatible con los modos mejorados de recepción discontinua (eDRX) introducidos en la Release 13 de 3GPP para reducir el consumo de potencia. El número de dispositivos soportado por celda es de unos 55.000. Al contrario que eMTC, que únicamente puede ser desplegada en modo in-band, utilizando bloques de recursos dentro de una portadora LTE normal, NB-IoT puede desplegarse también en los bloques de recursos sin usar dentro de la banda de guarda (guard-band) de la portadora LTE, o en modo aislado (standalone) ...

Simulación de un sistema de comunicaciones utilizando la tecnología BN-IoT (Narrow Band–Internet of Things)

“…NB-IoT brinda una amplia cobertura, excelente conectividad, compatibilidad con dispositivos de baja velocidad de datos, baja latencia, dispositivos de bajo coste, bajo consumo de energía, optimización de la arquitectura de red, mayor capacidad del sistema y eficiencia espectral, especialmente en áreas que no puedan ser cubiertas con tecnologías celulares convencionales; lo que hace que sea competitiva en el mercado de IoT [5], [6]. Las principales características que presenta la tecnología NB-IoT son:…”