Partiendo del análisis de la tecnología NB-IoT de Internet de las Cosas, presenta la capa física del sistema NB-IoT y su coexistencia con otros sistemas, presenta el sistema LTE y el sistema GSM, y analiza la necesidad de investigar su impacto en el sistema NB-IoT de Internet de las Cosas. . Este artículo estudia principalmente el impacto del sistema LTE en el sistema NB-IoT IoT, que se divide en tres escenarios: autónomo, banda de guarda y en banda. Analiza la pérdida de rendimiento y la pérdida de SINR; y estudia el impacto del sistema GSM en el sistema NB-IoT. También se calcula el impacto de los sistemas IoT-IoT en la pérdida de throughput y la pérdida SINR. La investigación anterior muestra que la red celular tradicional tiene poco impacto en el sistema NB -IoT de Internet de las Cosas.
NB-IoT (Narrowband Internet of Things) es una nueva característica introducida por el 3GPP. En el despliegue de los futuros sistemas inalámbricos, los sistemas NB-IoT serán adyacentes a otros sistemas de comunicación inalámbrica en la misma zona geográfica para mejorar el uso de los recursos espectrales. Al mismo tiempo, debido a las características no lineales del transmisor y el receptor de los equipos de comunicación, pueden producirse interferencias mutuas entre los dos sistemas [1]. Considerar el impacto de la coexistencia entre sistemas es muy importante para la planificación del espectro y la forma de aplicar la planificación de redes para mejorar la capacidad del sistema y la utilización del espectro.
1 NB-IoT Internet de los objetos
1.1 Sistema de Internet de las Cosas NB-IoT El sistema NB-IoT es una tecnología de acceso CIoT definida por la organización 3GPP. Como complemento de LTE-M, NB-IoT proporciona una solución CIoT completa [2]. En comparación con los sistemas de redes celulares tradicionales , los sistemas NB-IoT presentan las siguientes características.
(1) Mejorar la cobertura en interiores, con una mejora de 20 dB respecto a los sistemas de red celular existentes.
(2) Admite dispositivos de bajo rendimiento a gran escala.
(3) Apoyar dispositivos de baja complejidad.
(4) Admite dispositivos de bajo consumo.
(5) Soporta baja sensibilidad al retardo.
1.2 NB-IoT IoT coexiste con otros sistemas. El sistema NB-IoT admite los tres modos de despliegue siguientes:
(1) Escenario autónomo, un escenario independiente que ocupa recursos espectrales independientes, como la utilización del espectro del sistema GERAN para sustituir a una o varias portadoras GSM.
(2) Escenario en banda, un escenario en banda que ocupa bloques de recursos en la portadora normal del sistema LTE.
(3) Escenario de banda de guarda: El escenario de banda de guarda ocupa bloques de recursos no utilizados en la banda de guarda del sistema LTE.
2 Investigación sobre el impacto del sistema LTE en el sistema de Internet de las Cosas NB-IoT La evolución a largo plazo (LTE) es el plan de evolución a largo plazo del estándar técnico UMTS desarrollado por la organización 3GPP.
2.1 Criterios de evaluación del impacto Para el enlace ascendente y descendente del sistema LTE, si la pérdida de rendimiento relativa es inferior a 5%, se considera que se cumplen los requisitos de pérdida de rendimiento de coexistencia. La pérdida de caudal determina la pérdida de rendimiento del sistema LTE observando la curva ACLR . En primer lugar, tras simular el rendimiento del sistema único Thrsingle, se introduce la interferencia de enlace correspondiente del sistema NB-IoT. A continuación, se obtiene el rendimiento del sistema LTE. La pérdida de caudal del sistema generada por el sistema NB-IoT se calcula como se muestra en la ecuación (1): Throughputloss=1-Thrmulti/Thrsin gle (1) Obsérvese el rendimiento del sistema NB-IoT a través de la curva SINR. En primer lugar, se simula la curva SINR de un único sistema y se introduce el impacto de enlace del sistema LTE correspondiente. De forma similar, se obtiene la curva SINR del sistema NB-IoT. En comparación con el caso sin impacto, la observación de la pérdida de la curva SINR en el caso afectado muestra que si la pérdida de SINR es inferior a 1 dB, pueden cumplirse los indicadores de rendimiento de la coexistencia de sistemas.
2.2 Parámetros de cálculo Desde la perspectiva de los escenarios de coexistencia a gran escala, en los escenarios autónomos es necesario considerar el impacto de la coexistencia del enlace ascendente y descendente de los sistemas NB-IoT y LTE. En escenarios en banda y banda de guarda, es necesario considerar NB- IoT. Impacto de la coexistencia de sistemas NB-IoT y LTE en el enlace ascendente.
2.3 Análisis de resultados 2.3.1 Resultados de la simulación del enlace descendente en el escenario autónomo En el escenario autónomo, las frecuencias portadoras son 900 MHz y 2 000 MHz. En el enlace descendente, la separación entre subportadoras del sistema NB-loT se unifica a 20 kHz, y la situación de coexistencia en el enlace descendente se muestra en la Tabla 2.
(1) La frecuencia es de 900 MHz. Calcule la pérdida de rendimiento del sistema LTE. La figura 1 muestra los resultados de la simulación de la pérdida de rendimiento del sistema LTE cuando la frecuencia portadora es de 900 MHz. La distribución SINR del sistema NB-IoT se evalúa estimando los criterios de pérdida de componentes del sistema en la situación de coexistencia. La figura 2 muestra la distribución S1NR del sistema NB-IoT cuando la frecuencia portadora es de 900 MHz.
(2) La frecuencia es de 2 000 MHz. Cuando la frecuencia portadora es de 2 000 MHz, la pérdida de caudal afectada por la coexistencia del sistema LTE se muestra en la figura 3. Cuando la frecuencia portadora es de 2 000 MHz, la distribución SINR de la interferencia de coexistencia en el sistema NB-IoT se muestra en la figura 4.
4 Pérdida SINR del enlace descendente del sistema LTE, 2 000 MHz En la plataforma de simulación de coexistencia de los sistemas NB-IoT y LTE, al ejecutar el programa de simulación, los resultados del impacto estadístico son bidireccionales. La plantilla BS del sistema GSM puede aplicarse al sistema NB-IoT y, dentro de la banda de interferencia del sistema LTE, se considera que la compensación de frecuencia de la frecuencia central del sistema NB-IoT es superior a 600 kHz y que la ACLR equivalente es superior a 60 dB. Por lo tanto, la pérdida de rendimiento del sistema LTE es inferior a 1%. Aunque se supone que la ACS del UE del sistema GSM es aplicable al sistema NB-loT, dentro del ancho de banda de influencia del sistema LTE, la compensación de frecuencia de la frecuencia central del sistema NB-loT es superior a 600 kHz y se considera que la ACS equivalente es superior a 58 dB. Por lo tanto, la SINR del sistema NB-loT es pequeña en comparación con la pérdida de SINR que no tiene impacto. El análisis anterior muestra que los sistemas NB-loT y los sistemas LTE pueden coexistir en el enlace descendente en escenarios independientes y cumplir los requisitos de rendimiento del sistema cuando coexisten.
2.3.2 Resultados de la simulación del enlace ascendente en el escenario aislado En el escenario aislado, las frecuencias portadoras son 900 MHz y 2 000 MHz, y la coexistencia de enlaces se muestra en la Tabla 3.
Se supone que la ACLR del UE del sistema NB-IoT es plana dentro del ancho de banda del sistema LTE afectado y tiene un valor de 40 dB. A partir de los resultados de la simulación, la pérdida de rendimiento del sistema LTE es inferior a 5%. Dentro del ancho de banda de influencia del sistema LTE, la compensación de frecuencia de la frecuencia central del sistema NB-IoT es superior a 600 kHz, y la ACLR equivalente es superior a 60 dB. Por tanto, en la transmisión monotono y multitono del sistema NB-IoT, la pérdida de rendimiento del sistema LTE es muy pequeña.
Suponiendo que la ACS de la EB del sistema GSM sea adecuada para el sistema NB-IoT dentro del ancho de banda de interferencia del sistema LTE, la compensación de frecuencia de la frecuencia central del sistema NB-IoT es superior a 600 kHz, y la ACS equivalente es superior a 58 dB. Por lo tanto, en la transmisión monotono y multitono del sistema NB-IoT, la pérdida SINR del sistema NB-IoT es pequeña.
Según el análisis anterior, si la ACLR del sistema NB-IoT es superior a 40 dB y la ACS es superior a 40 dB, se pueden cumplir los requisitos de rendimiento cuando coexisten los enlaces ascendentes entre los sistemas NB IoT y LTE en el escenario autónomo.
2.3.3 Resultados de la simulación del escenario de banda de guarda En el escenario de banda de guarda, la coexistencia entre los sistemas NB-IoT y LTE es algo diferente del escenario autónomo. La tabla 4 muestra el escenario de coexistencia entre los sistemas NB-IoT y LTE.
De los resultados de la simulación se desprende que los parámetros de rendimiento de los sistemas NB-IoT y LTE se encuentran dentro del rango admisible, y que los sistemas NB-IoT y LTE pueden coexistir en el escenario de banda de guarda.
En el enlace descendente del escenario autónomo, la pérdida de rendimiento del sistema LTE es inferior a 1%. La SINR del sistema NB-loT es pequeña en comparación con la pérdida de SINR, que no tiene ningún impacto. En el enlace ascendente del escenario autónomo, la pérdida de SINR del sistema NB-IoT es muy pequeña. En el escenario de banda de guarda, la degradación del rendimiento de los sistemas NB-IoT y LTE está dentro del rango admisible en el modelo de fuga establecido, y los sistemas NB-IoT y LTE pueden coexistir en el escenario de banda de guarda. En el escenario dentro de banda, la degradación del rendimiento de los sistemas NB-IoT y LTE está dentro del rango admisible, y los sistemas NB-IoT y LTE pueden coexistir en el escenario dentro de banda en el ajuste del modelo de fuga.
Los sistemas NB-IoT y GSM pueden coexistir en el enlace descendente en escenarios autónomos. La ACLR del UE del sistema NB-IoT es plana dentro de la banda de interferencia del sistema GSM, con un valor de 20 a 25 dB. y los sistemas GSM pueden coexistir en el enlace ascendente en el escenario autónomo.
Autor de este artículo: Yu Xiaoyang
Palabras clave: nb-iot dtu