CC BY
20
17. Rohde & Schwarz. White paper. Power saving methods for LTE-M and NB-IoT devices.
18. Rohde & Schwarz - NB-IoT - Сотовая сеть LPWAN. URL: https://www.rohde-schwarz.com/ru/solutions/test-and-measurement/wireless-communication/iot-m2m/nb-iot/nb-iot-theme_234030.html (дата обращения 20.03.2021).
19. 3GPP TS 36.201; LTE physical layer; General description.
20. 3GPP TS 36.201; LTE physical layer; General description.
21. Rohde & Schwarz - Be ahead in connecting everything - narrowband IoT (NB-IoT) poster.
22. Рыжков А.Е. Развитие технологии NB-IoT. Труды учебных заведений связи, 2017. - № 3 (4). - С. 94-101.
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА РАДИОПОКРЫТИЯ СЕТИ NB-IoT НА ТЕРРИТОРИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
А.А. Прасолов, к.т.н., доцент Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, prasolov.alex@gmail.com;
Р.С. Рощинский, Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, rosh.rs@bk.ru; А.С. Федоров, Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича, as.fdrv@bk.ru.
УДК 621.396.99_
Аннотация. Целью данной статьи является оценка качества радиопокрытия сети NB-IoT одного из мобильных операторов, действующего на территории Санкт-Петербурга. Качество оценивалось с точки зрения уровня принимаемого сигнала, отношения сигнал-шум, а также наличия перекрытия между БС, возможности их переключения, а также получения служебной информации. Представлены результаты проведения радиоизмерений стандарта NB-IoT на базе оконечного носимого устройства NB-^T TESTER RB-NBTl.
Ключевые слова: Интернет вещей; NB-IoT; радиоизмерения; покрытие.
NB-IoT RADIO COVERAGE QUALITY ASSESSMENT IN SAINT-PETERSBURG
Alexander Prasolov, Candidate of Technical Science, associate Professor, St. Petersburg state university of telecommunications n/a prof. M.A. Bonch-Bruevich; Roman Roschinsky, St. Petersburg state university of telecommunications n/a prof. M.A. Bonch-Bruevich;
Andrey Fedorov, St. Petersburg state university of telecommunications n/a prof. M.A. Bonch-Bruevich.
Annotation. The purpose of this work was to assess the quality of radio coverage of the NB-IoT network of one of the mobile operators operating in St. Petersburg. The quality was evaluated in terms of the received signal strength, signal-to-noise ratio, as well as the presence of overlap between BSs, the possibility of switching them, as well as
obtaining service information. The results of the radio measurements of the NB-IoT standard based on the end wearable device of Russian development are presented. Keywords: Internet of Things; NB-IoT; radio measurements; coverage.
Введение
Технология NB-IoT является оптимизированной к основным требованиям, предъявляемым к системам Интернета вещей - большая дальность связи, малые скорости передачи данных, высокая энергоэффективность. Согласно Концепции построения систем Интернета вещей в России1, NB-IoT является одним из наиболее предпочтительных стандартов для этой цели. Все операторы сотовой связи, действующие на территории России уже предлагают своим клиентам услуги в области Интернета вещей [1-4], что делает актуальным вопрос оценки качества развернутых на базе NB-IoT сетей. Данный вопрос также актуален и в мировой научно-технической литературе - так, например, в работе [5] представлен алгоритм планирования сети NB-IoT, а в работе [6] приведены результаты измерения уровня сигнала NB-IoT в различных условиях.
Описание измерительного устройства
В качестве измерительной платформы для измерения параметров сети NB-IoT было выбрано устройство NB-IoT TESTER RB-NBT1 [7], разработанное российской компанией RedBees. Данный тестер предназначен для определения наличия сети стандарта NB-IoT, оценки качества его покрытия и возможности передачи данных при развертывании сетей в различных условиях эксплуатации. Внешний вид устройства представлен на рис. 1.
Рисунок 1
Тестер поддерживает работу в следующий частотных диапазонах:
• В1 (2100 МГц).
• В3 (1800 МГц).
• В5 (850 МГц).
• В8 (900 МГц).
• В20 (800 МГц).
• В28 (700 МГц).
Оценка качества сети производится на основе измерений следующих параметров:
1 Приказ № 113 Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации от 29.03.2019 «Об утверждении Концепции построения и развития узкополосных беспроводных сетей связи «Интернета вещей» на территории Российской Федерации».
• RSSI (уровень принятого сигнала, дБм).
• RSRP (уровень принятого пилотного сигнала, дБм).
• SNR (отношение сигнал-шум в пилотном канале, дБ).
• EARFCN (абсолютный номер канала радиочастоты - возможно перевести в
абсолютное значение частоты).
• Cell ID (идентификатор соты - обслуживающая базовая стация).
Измерения в Невском районе
Измерения проводились при пешеходном передвижении по заранее выбранному и зафиксированному маршруту. Каждое измерение проводилось в две итерации, разница между проведением измерений - одни сутки. Обход по точкам второго измерения совершался в порядке, обратном первому.
Измерения в Невском районе проводились в окрестностях СПбГУТ им. проф. М.А. Бонч-Бруевича в точках, отмеченных на рис. 2 и 3.
Рисунок 2
Рисунок 3
В табл. 1 представлена легенда, отражающая обслуживающую базовую станцию в заданной точке, а также номер канала и частоты.
Таблица 1.
Cett Ю EARFCN Частота, МГц Цвет точки на карте
51413725 6293 805,3 красный
51255006 6293 805,3 синий
51413727 6293 805,3 зеленый
56297674 1768 1861,5 желтый
В табл. 2 представлены результаты измерений уровней сигналов и отношения сигнал-шум. Знак «х» в ячейке означает отсутствие регистрации в сети.
Таблица 2.
Точка на карте Измерения № 1 Измерения № 2
RSSI, дБм RSRP, дБм SNR, дБ RSSI, дБм RSRP, дБм SNR, дБ
1 -71 -84 26 -75 -84 26
2 -73 -78 34 -67 -73 34
3 -75 -77 24 -79 -80 34
4 -59 -64 34 -63 -66 34
5 -61 -65 34 -61 -63 24
6 -61 -63 34 -53 -67 34
7 -63 -67 34 -65 -77 16
8 -65 -74 22 -69 -71 20
9 -9 -71 20 -69 -71 18
10 -65 -79 14 -71 -79 20
11 -73 -84 20 -67 -68 20
12 -61 -63 34 -59 -69 26
13 х -93 -96 32
14 -73 -87 14 -95 -103 30
15 -81 -86 32 -87 -98 30
16 -87 -95 14 -81 -88 22
17 -89 -100 26 -87 -95 22
18 -83 -94 22 -91 -100 26
19 -75 -84 20 -89 -92 31
20 -71 -75 34 -63 -72 18
21 -75 -76 24 -67 -82 30
22 -77 -85 24 -71 -81 22
23 -63 -68 34 -63 -68 20
24 -51 -58 18 -59 -69 22
25 -59 -74 16 -55 -67 34
Измерения в окрестностях СПбГУТ показали, что на маршруте стабильно присутствует покрытие сети NB-IoT, хотя в одной точке во время первой итерации измерений измерительное устройство не смогло зарегистрироваться в сети, чего не наблюдалось во время вторых измерений. Наблюдалось несколько переключений
БС и смен частотного диапазона - были зафиксированы частотные каналы, относящиеся к диапазонам B3 и B20 (1861,5 МГц и 805,3 МГц соответственно).
Измерения в Красногвардейском районе
Измерения проводились в окрестностях Полюстровского парка при тех же условиях, что и в Невском районе. Маршрут проведения измерений представлен на рис. 4 и 5.
Рисунок 4
Рисунок 5
В табл. 3 представлена легенда, отражающая обслуживающую базовую станцию в заданной точке, а также номер канала и частоты.
Таблица 3.
Се11 Ю ЕЛЯЕСМ Частота, МГц Цвет точки на карте
56303817 6293 805,3 голубой
47547595 6293 805,3 синий
56303561 6293 805,3 желтый
51270110 1768 1861,8 оранжевый
51270111 1768 1861,8 розовый
51233759 1768 1861,8 зеленый
51230429 1768 1861,8 темно-зеленый
51228894 1768 1861,8 фиолетовый
51228895 1768 1861,8 коричневый
51228896 1768 1861,8 красный
В табл. 4 представлены результаты измерений уровней сигналов и отношения сигнал-шум.
Таблица 4.
Точка на карте Измерения № 1 Измерения № 2
I, дБм ЮЯР, дБм SNR) дБ RSSI) дБм RSRP) дБм SNR) дБ
1 -89 -101 16 -85 -94 16
2 -91 -103 12 -83 -93 20
3 -95 -100 16 -81 -90 30
4 -85 -102 16 -77 -87 34
5 -103 -111 26 -93 -103 10
6 -101 -117 22 -89 -99 12
7 -103 -115 12 -95 -113 14
8 -105 -115 18 -93 -102 20
9 -105 -120 10 -87 -100 10
10 -93 -105 10 -91 -100 16
11 -95 -109 16 -91 -103 18
12 -95 -111 12 -97 -106 24
13 -87 -93 32 -89 -97 28
14 -89 -97 22 -91 -96 26
15 -91 -103 18 -99 -105 24
16 -85 -101 8 -95 -105 20
17 -87 -98 12 -83 -98 14
18 -87 -104 10 -87 -96 28
19 -91 -109 6 -95 -103 20
20 -79 -97 8 -87 -95 24
21 -87 -100 20 -81 -96 14
22 -89 -97 2 -87 -94 28
23 -85 -91 12 -77 -90 32
24 -75 -89 14 -75 -81 32
25 -83 -95 14 -83 -91 24
26 -79 -89 26 -77 -80 22
27 -67 -79 14 -61 -71 34
28 -59 -64 18 -55 -68 34
Точка на карте Измерения № 1 Измерения № 2
RSSI, дБм RSRP, дБм SNR, дБ RSSI, дБм RSRP, дБм SNR, дБ
29 -57 -68 20 -59 -70 16
30 -63 -67 34 -67 -75 32
31 -79 -84 34 -73 -78 34
32 -69 -86 34 -67 -72 34
33 -77 -79 32 -75 -82 18
34 -71 -76 22 -71 -76 34
35 -65 -72 34 -69 -75 34
36 -75 -79 30 -75 -85 20
37 -79 -85 34 -81 -86 32
38 -71 -79 26 -69 -77 30
39 -61 -64 34 -65 -68 34
40 -67 -68 34 -69 -73 34
Измерения в окрестностях Полюстровского парка показали наличие сплошного покрытия сети NB-IoT в рамках пройденного маршрута. Стоит отметить большее число переключений БС по сравнению с Невским районом, а также смену частотных диапазонов - как и в Невском районе были зафиксированы частотные каналы, относящиеся к диапазонам B3 и B20 (1861,8 МГц и 805,3 МГц соответственно).
Заключение
В целом, можно сделать вывод, что в районах проведенных измерений присутствует стабильное покрытие сети NB-IoT. Чувствительность используемого измерительного устройства составляет -140 дБм - во всех точках уровни сигнала были минимум на 20-25 дБ выше. Наблюдается перекрытие между базовыми станциями, что обеспечивает надежность обслуживания IoT-устройств, работающих в этих районах. Исследование может быть продолжено с точки зрения проведения радиоизмерений параметров сетей NB-IoT других операторов в тех же районах и сравнения их качества, а также проведения радиоизмерений параметров сетей связи других стандартов для определения их взаимного влияния и внесения предложений по дальнейшей оптимизации.
Работа выполнена в рамках прикладных научных исследований СПбГУТ, регистрационный номер 122020100465-3 от 01.02.2022 в ЕГИСУ НИОКТР.
Литература
1. Мегафон - тариф «Интернет Вещей». URL: https://spb.megafon.ru/corporate/mobile/tariffs/alltariffs/intemet_veschey.html
2. МТС - тариф «IoT-сеть». URL: https://moskva.mts.ru/business/mobilnayasvyaz/korporativnie-tarifi-i-opcii/iot-set-dlya-interneta-veshhej
3. Билайн - тариф «Для умных вещей». URL: https://moskva.beeline.ru/customers/products/mobile/tariffs/details/dlya-umnihveshhey/
4. Теле2 - тариф «Интернет для вещей». URL: https://msk.tele2.ru/journal/article/internet-of-things
5. Emmanuel Migabo, Karim D. Djouani, Anish Kurien. A Modelling Approach for the Narrowband IoT (NB-IoT) Physical (PHY) Layer Performance // IECON 2018- 44th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, IEEE. 2018.
6. Malik H. et al. NB-IoT network field trial: Indoor, outdoor and underground coverage campaign //2019 15th International Wireless Communications & Mobile Computing Conference (IWCMC), IEEE. 2019. - С. 537-542.
7. Тестер сети NB-IoT серии RB-NBT. Руководство по эксплуатации.
ОБЗОР БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ 5G И 6G С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
ТЕХНОЛОГИИ IoT
C.Ä. Хофизов, Московский технический университет связи и информатики, hofizov@yandex.ru;
Ю.М. Долбич, Московский технический университет связи и информатики, ydolbich@inbox. ru.
УДК 004:654_
Аннотация. Беспроводная связь - это способ передачи информации между двумя точками, которые не соединены физическим проводником. Большинство беспроводных технологий используют радиоволны, и длина радиоволн может быть очень маленькой (несколько метров), как у Bluetooth, или очень большой (миллионы километров) для связи в дальнем космосе. Беспроводная связь пережила несколько поколений. На данный момент 5G - это последнее поколение сетей беспроводной связи, введенное в эксплуатацию, которое позволяет передавать огромный объем данных по своим каналам. Сеть 6G предназначена для обеспечения более быстрой беспроводной сети, чем 5G, поэтому обе они могут обслуживать приложения интернета вещей (Internet of Things, IoT). В данной статье рассматриваются 5G и 6G, разница между ними и преимущества использования.
Ключевые слова: 5G; 6G; IoT.; беспроводная связь.
OVERVIEW OF 5G AND 6G WIRELESS COMMUNICATION USING IoT
TECHNOLOGY
Sergey Khofizov, Moscow technical university of communications and informatics; Yulia Dolbich, Moscow technical university of communications and informatics.
Annotation. Wireless communication is a way of transmitting information between two points that are not connected by a physical conductor. Most wireless technologies use radio waves, and the length of the radio waves can be very small (a few meters), like Bluetooth, or very large (millions of kilometers) for communication in deep space. Wireless communication has survived several generations. At the moment, 5G is the latest generation of wireless communication networks, put into operation, which allows you to transmit a huge amount of data through its channels. The 6G network is designed to provide a faster wireless network than 5G, so both of them can serve Internet of Things (IoT) applications. This article discusses 5G and 6G, the difference between them and the benefits of using.
Keywords: 5G; 6G; IoT; wireless communication.
Введение
Интернет вещей (Internet of Things, IoT) - концепция сети передачи данных между физическими объектами («вещами»), оснащенными встроенными
