A közelmúltban a Cellular Iot (C-IOT) ökoszisztéma és különösen a 3GPP szabványosítás, amely arra összpontosított, hogy lehetővé tegye az olyan alkalmazások, mint a vízmérés, a tehénfigyelés, az intelligens parkoló vagy az eszközkövetés. Az alap technológiák keskenysávú Internet of Things (NB-IoT) (Cat-NB1 / 2) és a továbbfejlesztett gép típusát kommunikáció (eMTC) (Cat-M) fejlesztettek ki Rel. 13/14, dedikált funkciók nagyon alacsony energiafogyasztás (kiterjesztett folytonos vételi (eDRX), tápegység (PSM)) és a lefedettség fejlesztések (CE módban). Időközben mintegy 140 mobilszolgáltató a világon telepített LTE M vagy NB-Iot hálózatok, és a GSA (Global Mobile Szállítószövetség) több mint 500 eszközt számolt be, amelyek támogatják a CAT-M1, CAT-NB1 vagy CAT-NB2-et.
A feltörekvő iot alkalmazások több iparágban, valamint a 2G és 3G hálózatok globális fázisában, meghajtják a több alkalmazásspecifikus kiterjesztés szükségességét. Ezért a 3GPP folyamatosan dolgozik az NB-IOT és az EMTC javításán, hogy fedezze az adott alkalmazási igényeket (1. ábra). Példák ébresztés jeleket vagy korai adatátvitel, mint bevezetett Rel. 15. Mindkettő segít az energiafogyasztás és a reakcióidő optimalizálásában. Hosszú távon azonban szükség van az 5g korszakra való zökkenőmentes átmenetre.
C-IOT az 5G korában
Az első mobilhálózat generációja, amelyet a kezdetektől terveztek, hogy nemcsak a mobil szélessávú piac (EMBB), hanem a növekvő Iot piacon is 5G volt. Már az első 5G kiadás, alapozta meg az átmenet MMTC (NB-tárgyak internete / eMTC) ebből 4G 5G és az úgynevezett ultra megbízható, alacsony késleltetésű kommunikáció (URLLC) által követelt, például gyárilag automatizálás. Néhány 5G új rádió (NR) jellemzők, mint például a rugalmas numerológia széles frekvencia támogatás, beépített biztonsági és több réteg virtualizációs létre a bázis támogatása elengedhetetlen 5G használat esetén forgatókönyveket eMBB, MMTC és URLLC.
Két tényező elengedhetetlen az MMTC jövőjéhez az 5G korszakban: az NB-IOT és az EMTC együttélése 5G-ben a rádióforrások rugalmas felhasználása miatt; és a kapcsolódó funkciók támogatása az 5G mag. A RELS-ben megadott együttléti funkciók. A 16. 16 lehetővé teszi az 5G képes NB-IOT és EMTC eszközöket az önálló 5G hálózathoz való csatlakozáshoz.
Ipari iot
A jövőben a gyárak az információk és az automatizálás mély integrációjára támaszkodnak, amelyet mindenütt jelenléte engedélyez. Az iparág megbízható és biztonságos vezeték nélküli kommunikációs technológiát keres, amely különböző alkalmazásokhoz használható a gyári padlón. Lehet, hogy alternatívák lehetnek a különböző esetek kezelésére, de csak 5G-nek van lehetősége arra, hogy mindenkinek megvan az összes.
5G MMTC optimalizált alacsony fogyasztású és mély lefedettség eszközök nyomon eszközöket és termékeket, vagy lehet használni érzékelők csatlakoztatása.
5G eMBB van optimalizálva mobilitása és nagy adatátviteli sebesség. Alkalmas a virtuális valóság szemüvegek és kézi eszközök összekapcsolására a gyárilag padlón.
Egy új funkció az 5G URLLC kidolgozott Rel.16 / 17, lehetővé teszi a teljes automatizálás szabályozására robotok vagy automatizált vezetésű járművekhez.
Az URLLC egy új alkalmazási terület a celluláris kommunikációhoz, amely kifejezetten a késleltetésre, az időzítésre és a megbízhatóságra vonatkozó kifejezett követelményekkel rendelkezik. 3GPP töltött ésszerű erőfeszítéseket tesz ezeknek a követelményeknek, és most egy átfogó eszközkészletet URLLC. Ez segít optimalizálni a várakozási idő a rádiós interfész, olyan funkciókkal, mint a rövid szimbólum ideje és mini rések együtt fejlesztések, mint például a gyors és rugalmas ismétlési folyamat vagy támogatási mentes uplink átvitel. Hálózati virtualizáció, a forgalom rangsorolására és multi-hozzáférési széle computing nagyban javítja az end-to-end késleltetést. Kommunikációs megbízhatósága javítható alkalmazásával robusztusabb kódolási sémák, csomag átfedések és ismétlés, valamint a kettős kapcsolat rendszereket. Ez magában foglalja eszközkészlet támogatásával időérzékeny hálózatok vagy LAN típusú szolgáltatás útján 5G, elsősorban kidolgozott Rel.16. Az időszinkronizálás vagy a nem engedélyezett környezetben történő működés további javítása a Rel.17-ben fejlődik.
A késleltetés és a kommunikáció megbízhatósága mellett a hálózat elérhetősége és biztonsága kritikus fontosságú a misszió- és üzleti szempontból kritikus alkalmazásokhoz az ipari környezetben. Az ágazat ezért keresett működtetni saját 5G hálózatok lehetne vetni, mint önálló, nem nyilvános hálózatok (NPNs) segítségével saját spektruma vagy nyilvános hálózat integrált NPNs segítségével a hálózati virtualizációs meghatározott Rel.16.
NR fény bevezetése
A széleskörű funkcionalitás 5G megfelelően kezeli sokféle tárgyak internete alkalmazások, például azok, extrém alacsony költségű, extrém alacsony fogyasztású és a mozgásukban korlátozott NB-tárgyak internete. Vannak azonban rengeteg iot alkalmazások, például a gyermekbiztonsági viselői, amelyek hosszú ideig tartó élettartamra, nagyon jó lefedettségre, valamint teljes mobilitásra és ésszerű adatárokra kell szükség. Más példák olyan vészhelyzeti érzékelők, amelyek szélsőséges lefedettségre van szükségük, de nagyon alacsony késleltetésre és alacsony energiafogyasztásra is szükség van. Ahhoz, hogy ezeket a középkategóriás tárgyak internete alkalmazások 3GPP tanulmányozni kezdte az alkalmazás követelményeinek néven NR fény. A relba. 17 ez fog szabványosítani új csökkent képesség készülék típusát a hangsúly a tipikus követelményeinek ipari érzékelők, intelligens hordható és felügyeleti bütykök (2. ábra).
Nem földi hálózatok
Ma, a mobilhálózatok fedezheti több mint 80% -át a világ népességének csak 40% -át a föld felszínén, és kevesebb mint 20% -át a Föld felszínét. Az egyetlen méltó alternatíva a globális érzékelés, nyomon követés és monitorozás iot alkalmazásainak kezeléséhez a nem földi hálózatok használata, apró alacsony földi pályák használata. A relba. 17, 3GPP dolgozik a műholdas alkatrészek integrációján az 5G NR architektúrában általában. Kezdetben tanulmányozza a hosszú távú evolúciós alapú NB-IOT és EMTC használatát a nem földi hálózatokon keresztül.
A tesztelés ereje
A 3GPP folyamatosan vezeti a szabványosítását, hogy megfeleljen a Iot-ökoszisztéma jelenlegi és jövőbeli követelményeinek. A funkciók és a hálózati forgatókönyvek nagy sokfélesége, valamint a nagyon specifikus IOT alkalmazási követelmények mellett felgyorsítja az eszközök és a hálózati komponensek életciklusának vizsgálatát és tanúsítását.
A késleltetés, a megbízhatóság és az energiafogyasztás egyre fontosabbá válik, és a hálózatok folyamatos felügyelete elengedhetetlen lesz. Ennek eredményeképpen a szélesebb iot tesztelés széles körű kihívásokkal szembesül a teljesítménymérésekből, mint például az energiafogyasztás és az akkumulátor élettartama, a megfelelés és a gyártás tesztje, a telepítés és a szervizelés és a szolgáltatás igénybevétele.
Ebből következik, hogy a 10 évnél hosszabb akkumulátor élettartama és a percek közötti késleltetési követelmények relevánsak lesznek. A globális lefedettséget és a mobilitást igénylő egyes alkalmazások a celluláris technológiákra, például az LTE-M és az NB-IOT-ra összpontosítanak, de a legtöbb eszköz nem sejtes vezeték nélküli technológiákat használ, mint a Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee, szál, Encean, Sigfox és Lora Nem engedélyezett ipari, tudományos és orvosi / rövid hatótávolságú tband.
Vizsgálati kihívások az RF tervezésben
A IOT eszközök általános kommunikációs viselkedésének tesztelése fontos téma a termék életciklusa minden fázisában. Az RF design különös figyelmet igényel. IoT készülék mérésekhez jellemzően kezdődik RF teljesítmény, a frekvenciák és vevő érzékenységét mérések csatlakoztatott módban. Az S-paramétereket a IOT eszköz antenna teljesítményének ellenőrzésére és hangolására mérik.
Ezután ajánlott a teljes sugárzási teljesítmény túlzott mértékű mérése és a végső kialakítás teljes izotróp érzékenysége. Ez szintén releváns lehet végezni méréseket bizonyos fading körülmények vagy alkalmazni lefedettség fejlesztés technikák, mint például azok, amelyeket az NB-IoT és LTE-M eszközök.
Tervezése megfelelő hardver és szoftver különösen fontos az alacsony teljesítményű készülékek, például végrehajtási optimális energiafogyasztás aktív üzemmódban, hanem a mély alvás üzemmód vagy rövid indítási / leállítási fázisban. Tárgyak internete használó eszköz vezeték nélküli, alacsony fogyasztású technológiák (LP-WAN), mint például LTE-M vagy NB-tárgyak internete meg kell vizsgálni minden szempontból a működési módok és funkciók, mint például a PSM, eDRX vagy CE.
Készülék döntéshozók, üzemeltetők és infrastruktúra gyártóknak egy átfogó teszt portfolió bevezetésének felgyorsítására tárgyak internete alkalmazásokat és szolgáltatásokat. Ezt nem lehet elérni anélkül, hogy ellenőrizné megfelelőségét a tárgyak internete eszközök szabályozási, üzemeltető és szabványok követelményeit.
Még a jól definiált folyamatokkal is sok új design a Iot eszközök még mindig nem hitelesítik az első kísérletet. A szabályozók meghatározták a vizsgálati eseteket, hogy biztosítsák az azonos frekvenciasávban működő vezeték nélküli technológiák együttlétének és hálózatbarát működését. A Bluetooth, a Wi-Fi és a Zigbee például ugyanabban a 2.4 GHz-es ISM sávban működik. Saját tanúsító összpontosít RF és protokoll megfelelőség témákat átjárhatóság és nagy teljesítményű. Az üzemeltetők további vizsgálatokat kérhetnek a hálózatokhoz tartozó IOT eszközök engedélyezésére.
A szerzőről
Jörg köpp a piaci szegmensmenedzser - IOT, Rohde & Schwarz
