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綜測儀應用于NB-IoT NTN測試方案

2024-10-31 09:00:06

       隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展,連接各種設備的需求不斷增加。3GPP Release17引入NTN(非陸地網(wǎng)絡,主要基于衛(wèi)星網(wǎng)絡)的NB-IoT技術,來進一步擴展覆蓋范圍,特別適用于地面網(wǎng)絡無法觸及的區(qū)域。下文介紹綜測儀應用于NB-IoT NTN測試方案。

       IoT-NTN包含三種透傳衛(wèi)星類型,如表 1 所示,


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       LEO(低地球軌道)和GEO(地球同步軌道)軌道在高度和部署特性上呈現(xiàn)出截然不同的場景。LEO衛(wèi)星由于更接近地表,其具有發(fā)射成本較低的優(yōu)勢,但需要更多的衛(wèi)星數(shù)量和復雜的部署策略,網(wǎng)絡設備需要維持連續(xù)覆蓋。相比之下,GEO是在地球上空固定位置的衛(wèi)星,為特定區(qū)域提供持續(xù)覆蓋,則無需頻繁切換或復雜的中繼系統(tǒng)。雖然GEO衛(wèi)星有較高的部署成本,但它們提供了簡便的網(wǎng)絡管理,使其對尋求逐步覆蓋的運營商具有吸引力。

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       這些頻段具有較低的路徑衰減,但頻段較窄,帶寬受限。不過應用于NB-IoT用戶場景也夠用。

       NTN通信面臨的主要挑戰(zhàn)源于衛(wèi)星與地球之間的通信距離以及衛(wèi)星相對于地球的運動。通信距離導致較大的傳播延遲,如GEO衛(wèi)星,往返延遲大約為500毫秒。衛(wèi)星又會帶來多普勒頻移效應,需要進行補償?shù)窒?。這些都會對上下行鏈路造成較大影響。所以用戶設備在連接至NTN網(wǎng)絡前,應獲取其GNSS位置、衛(wèi)星星歷和公共TA(common Timing Advance)信息。為了實現(xiàn)上行同步,在進行隨機接入之前,用戶設備應自主預補償TA,同時考慮公共TA,并結(jié)合衛(wèi)星位置和用戶設備位置的公共TA,來得到多普勒頻偏。這里GNSS精度需要在10米的誤差范圍內(nèi)。

         下行和上行時序要在上行時間同步參考點(RP)處進行幀對齊。為了適應NTN的長距離傳播延時,通過支持兩個調(diào)度偏移來增強時序關系,綜測儀應用于NB-IoT NTN測試方案如下圖所示:

綜測儀

      對于以上參數(shù)信息,3GPP引入新的SIB來承載它們,包括衛(wèi)星星歷信息、公共TA、Koffset和ul-SyncValidityDuration-r17等信息,如下圖所示:

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        以上NB-IoT NTN的關鍵參數(shù)信息可以在綜測儀上進行對應設置以便進行測試,包括設置GEO衛(wèi)星軌道和UE位置信息,還有公共TA、Koffset和ul-SyncValidityDuration-r17,操作如下圖所示:


綜測儀


綜測儀


       用戶設備連接到NTN小區(qū)之前和期間,應根據(jù)GNSS位置、星歷和公共TA參數(shù)計算出用戶設備和RP之間的RTT,并自主為RTT預補償Koffset。滿足接入要求后,進入注冊連接,可以進行TRX case測試。


綜測儀


綜測儀


       NB-IoT加入NTN,為物聯(lián)網(wǎng)連接帶來巨大的進步。這種融合帶來覆蓋范圍的提升、應用的多樣性、電池壽命的延長、全球可用性以及創(chuàng)新方案的潛力。

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