NB_IOT类产品网络信号的研发测试方案

一、物联网行业中存在问题

采用蜂窝通信方案的物联网项目依赖移动运营商的网络覆盖情况，网络信号质量是蜂窝通信方案的物联网项目的前提条件，NB网络的 覆盖范围通常低于4G网络，这就需要在项目开发前期，研发阶段，测试项目所部署位置的NB信号质量。

二、该问题带来的危害及影响

如果不在项目开发前，对项目所在地的NB网络信号进行测试，就会导致在试验室环境下，开发完成的样品，由于信号质量的情况无法正常通信，或者产生额外的功耗影响设备性能，或者导致项目更改部署方式，更改通信设计方案，增加开发成本与时间陈本，甚至导致项目无法落地。

三、解决方法

方法一

1、原理介绍

首先，用网络测试仪CWM500模拟NB基站，测试NB设备的射频性能，如果满足要求，则表示NB硬件与软件射频性能符合要求，NB设备便成为测试NB信号的标准设备，然后将NB设备置于实际部署的网络环境下，测试电脑上位机向NB设备UART发送AT指令,获取NB信号参数，确定设备周边的NB网络信号质量情况。

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2、方案详情

2.1 网络测试仪CWM500测试NB设备射频参数

A. 打开仪表，设备网络测试仪参数

选择NB-IoT Signaling进入信令界面，设置通过仪表模拟的小区参数，如信号强度、Band、Channel等等。

按 SIGNAL GEN 按钮，进入 Generator/Signaling Controller 界面，选择 NB-IoT 信令功能，然后屏幕下方的任务栏菜单中会出现 NB-IoT 小区。

进入 NB-IoT 小区后，按照模块所支持信道和频点设置对应的参数。对于发射机测试，我们需要设置调度方式

为 UL-RMC，对于接收机测试我们需要设置调度方式为 DL-RMC，同时根据测试需求设置子载波数目。设置完相应的参数后，按 ON/OFF 按键，打开小区，等信号灯变亮后，就可以开启终端模块。（注意：模块需要插入罗德与施瓦茨专用测试 sim 卡。

B. 建立连接

等待终端开机，自动注册到 NB-IoT 的小区后，小区的状态会显示连接态，并且在 UE info 里面显示终端的相应信息。测试连接建立完成，就可以开始进行测试。 按屏幕右上角的 NB-IoT TX Meas 进入发射机的测试项目，按 NB-IoT RX Meas 进入接收机测试项目。发射机测量项目按照 3GPP 协议 36.521 第 6 章部分,这里测试最大发射功率，其他项目测试方案类似，暂不介绍。

C. 发射机的测试项目

最大功率（6.2.2F UE Maximum Output Power for category NB1）

在测试连接前，设置 Uplink Norminal power 为 23dBm（此处 23dBm 是指 12 个 carrier 的总 功率），如果要测试 1 个 carrier 的最大发射功率，需要设置 uplink nominal power 为 33.8dBm。

  在 configure 里面，uplink power control 可以查看到目前参数下，终端对应的输出功率，如下图 :

然后按照上文所说的方法建立连接，在 TX measurement 里面读取测量到的功率值.

然后按照如下 36.521 协议的要求，设定不同的 start SC 参数来变换子载波的位置测试如下条 件下的功率。

判定标准：读取的功率要求在如下范围内，对于功率等级 3 的终端要求在 23±2.7，对于功率等级 5 的终端，要求 20±2.7。

D.接收机测量项目

在终端正常连接之后通过NB-IoT RX Meas.*进入测试界面，其测试界面右半部分与NB-IoT Signaling*相同，左侧为误码率显示区。通过降低NRS EPRE*来下探灵敏度。接收机测试的时候，注意需要设置 scheduling Type 为 DL RMC，否则接收机读值会不正常

灵敏度测试（7.3F.1 Reference sensitivity level without repetitions for category NB1）

按照小区默认参数，设置 scheduling Type 为 DL RMC，开启小区 。终端开机，等待建立连接后，然后调整 NRS EPRE 功率，直到左边的吞吐率到 95%为止。

判定标注： 假设协议中规定的灵敏度的值为-107.5dBm。而 CMW 里面显示的是 1 个子载波的功率（NSEPRE），因此需要做一个转换:NRS EPRE+10log12 = -107.5，此时仪器设置的 NRS EPRE 的值应该是-118.3 dBm。

2.2NB设备发送AT指令获取NB信号质量参数

NB设备接可以激活的NB SIM 卡，让设备处于实际工作的状态，放置实际使用场景位置中，接好NB天线，保证设备SIM卡可以注网，NB设备的UART口接电脑USB口，电脑端打开串口助手软件,通过串口发送信号查询指令：AT+NUESTATS 或者AT+NUESTATS=CELL,设备返回如下信息：

参数说明如下表所示：

如上图所示：NB设备所在位置满足NB信号覆盖要求，设备可以部署。

评判NB-IOT网络信号质量，主要以SNR (信噪比)、SINR (信号与千扰加噪声比)、RSRQ(信号接收质量)、RSRP (信号接收功率)、CSQ (信号强度)等参数作为参考.通常采用最主要的参数是：RSRQ, SNR与CSQ

3、需要的测试设备或测试环境

CMW500综测仪

测试白卡

射频同轴电缆线

N型射频连接器(N 头)

串口调试助手

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审核编辑 黄宇