eMTC和NB-loT組力LTE IoT連接海量物聯(lián)網

時間：2017-08-08　來源：中國集群通信網　作者：網絡　點擊：次

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我們正身處5G（一個可以連接周圍幾乎一切的網絡）的開端。為了更快實現這一目標，我們正努力推動5G NR（新空口），即全球5G標準，旨在2019年為智能手機帶來下一代移動寬帶體驗。

5G NR規(guī)范首個版本帶來了eMBB (增強型移動寬帶)和URLLC(超可靠、低延遲通信)，可以應用于高性能物聯(lián)網用例，但其并不以解決低復雜度的物聯(lián)網(也被視為海量物聯(lián)網或mMTC)問題為目標。

那么如何實現連接海量物聯(lián)網的5G愿景呢? 需要明確的是，“海量物聯(lián)網”這個概念指的是數十億的終端、物體和機器需要無處不在的連接，即便在最遙遠的地方也不例外，比如深埋在地下的傳感器。要達到這種規(guī)模(按照3GPP的定義，每平方公里至少有100萬個終端)，移動網絡必須更高效地支持那些低頻通訊的簡易終端，同時要高效利用能效，以帶來超過十年的電池壽命。聽起來很有挑戰(zhàn)性是嗎？是的！但我們并不需要等到5G來臨才開始連接海量物聯(lián)網。為什么這樣說呢？

3GPP已經推出了一套互為補充的窄帶LTE IoT技術: eMTC(增強型機器對機器通信)和NB-loT(窄帶物聯(lián)網)。兩者都為低復雜度/低功耗、更深更廣的覆蓋和更高終端密度而設計，同時能和諧的與其他LTE服務共存，如普通的移動寬帶。

兩者共同擴展了LTE技術組合，從而支持更廣泛的低功耗物聯(lián)網用例。

圖1:互補的eMTC和NB-loT提供了廣泛的物聯(lián)網用例

我們真的同時需要eMTC和NB-loT連接海量物聯(lián)網嗎?答案是肯定的，因為eMTC和NB-loT互為補充，針對不同的應用場景而設計。

eMTC僅使用1.4MHz帶寬就能夠提供高達1Mbps的吞吐量，還支持包括VoLTE在內的基礎功能。此外，其支持的移動性還適用于包括物流追蹤和可穿戴設備在內的廣泛物聯(lián)網用例。NB-loT則可延伸到低吞吐量、耐延遲的應用領域，比如儀表和傳感器。它可以使用200kHz的帶寬傳輸數萬比特每秒的數據速率，并且可以提供更深更廣的覆蓋。此外，NB-loT可以部署在現有的LTE頻段內，或部署在LTE運營商的保護頻段（guard-band）內，或者獨立部署，為重耕GSM(2G/GPRS)頻譜提供便捷的遷移路徑。

在3GPP Release13之后，將會有一系列LTE IoT技術創(chuàng)新，帶來許多進一步的技術增強以滿足未來海量物聯(lián)網的需求。例如，Release 14將為eMTC和NB-loT帶來新功能，比如單小區(qū)多播，實現空口軟件升級，以及為物流追蹤功能帶來增強的終端定位。此外，兩個正在進行的Release15工作項目將進一步加強eMTC和NB-IoT的功能，新增特性包括：喚醒信號和在TDD上支持NB-IoT。

圖2: 3GPP Release13及以上版本的LTE物聯(lián)網演進

顯然，LTE IoT技術已經開始連接海量物聯(lián)網，而eMTC和NB-IoT也將在未來數年里繼續(xù)演進——通過利用已經覆蓋全球的LTE網絡的規(guī)模和長期性(也可以無縫地從2G網絡進行遷移)。最終，將會有一個基于5G NR的海量物聯(lián)網解決方案。一些未來的先進設計元素將包括：NOMA(非正交多址接入)，可以利用RSMA(資源擴展型多址接入)進行無調度信號傳輸，即終端可隨時發(fā)送數據而無需請求許可；以及通過LTE終端對終端功能而擴展的網狀網絡功能。

另一個令人振奮的維度是向非授權頻譜的擴張。MulteFire聯(lián)盟正在調整LTE IoT，使其能在非授權頻段運行，從而超越移動寬帶和由MulteFire 1.0支持的高性能物聯(lián)網。通過利用窄帶LTE IoT技術，這將為私有LTE網絡帶來新的機遇，并為LPWA帶來全新用例。

目前我們已經可以提供商用多模解決方案，支持eMTC（Cat-M1）、NB-loT（Cat-NB1）和E-GPRS。Qualcomm MDM9206是一款靈活的、單SKU解決方案，僅通過單一的硬件、軟件和RF設計，便可以實現全球部署。就在幾周前，我們宣布了一個令人興奮的消息——利用我們的LTE IoT多模解決方案，與摩拜單車和中國移動開展外場測試。另外，全球的移動運營商也開始推出商用的LTE IoT網絡，支持Cat-M1和Cat-NB1終端。在寫這篇博文時，已經有超過20家移動運營商公開宣布他們將部署LTE IoT，還有更多運營商在試驗eMTC和/或NB-IoT技術，以為商業(yè)化做準備�？傊�，我們對LTE IoT的未來充滿期待，也很高興能繼續(xù)引領LTE IoT向5G演進。