隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展，連接各種設(shè)備的需求不斷增加。3GPP Release17引入非陸地網(wǎng)絡(luò)(主要基于衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)）的NB-IoT技術(shù)，來進(jìn)一步擴(kuò)展覆蓋范圍，特別適用于地面網(wǎng)絡(luò)無法觸及的區(qū)域。下文介紹綜測(cè)儀應(yīng)用于NB-IoT測(cè)試方案。
它包含三種透?jìng)餍l(wèi)星類型，如表 1 所示，
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(chǎng)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(shì)，但需要更多的衛(wèi)星數(shù)量和復(fù)雜的部署策略，網(wǎng)絡(luò)設(shè)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(fù)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(jiǎn)便的網(wǎng)絡(luò)管理，使其對(duì)尋求逐步覆蓋的運(yùn)營商具有吸引力。
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(yīng)用于NB-IoT用戶場(chǎng)景也夠用。
非陸地網(wǎng)絡(luò)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(duì)于地球的運(yùn)動(dòng)。通信距離導(dǎo)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(huì)帶來多普勒頻移效應(yīng)，需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)窒?。這些都會(huì)對(duì)上下行鏈路造成較大影響。所以用戶設(shè)備在連接至非陸地網(wǎng)絡(luò)前，應(yīng)獲取其GNSS位置、衛(wèi)星星歷和公共TA（common Timing Advance）信息。為了實(shí)現(xiàn)上行同步，在進(jìn)行隨機(jī)接入之前，用戶設(shè)備應(yīng)自主預(yù)補(bǔ)償TA，同時(shí)考慮公共TA，并結(jié)合衛(wèi)星位置和用戶設(shè)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(shí)序要在上行時(shí)間同步參考點(diǎn)（RP）處進(jìn)行幀對(duì)齊。為了適應(yīng)非陸地網(wǎng)絡(luò)的長距離傳播延時(shí)，通過支持兩個(gè)調(diào)度偏移來增強(qiáng)時(shí)序關(guān)系，綜測(cè)儀應(yīng)用于NB-IoT 非陸地網(wǎng)絡(luò)測(cè)試方案如下圖所示：
對(duì)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：
以上NB-IoT非陸地網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵參數(shù)信息可以在綜測(cè)儀上進(jìn)行對(duì)應(yīng)設(shè)置以便進(jìn)行測(cè)試，包括設(shè)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：
用戶設(shè)備連接到非陸地網(wǎng)絡(luò)小區(qū)之前和期間，應(yīng)根據(jù)GNSS位置、星歷和公共TA參數(shù)計(jì)算出用戶設(shè)備和RP之間的RTT，并自主為RTT預(yù)補(bǔ)償Koffset。滿足接入要求后，進(jìn)入注冊(cè)連接，可以進(jìn)行TRX case測(cè)試。
NB-IoT加入非陸地網(wǎng)絡(luò)，為物聯(lián)網(wǎng)連接帶來巨大的進(jìn)步。這種融合帶來覆蓋范圍的提升、應(yīng)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。
