中國集群通信網(wǎng)
eMTC和NB-loT組力LTE IoT連接海量物聯(lián)網(wǎng)
我們正身處5G（一個可以連接周圍幾乎一切的網(wǎng)絡）的開端。為了更快實現(xiàn)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(wǎng)用例，但其并不以解決低復雜度的物聯(lián)網(wǎng)(也被視為海量物聯(lián)網(wǎng)或mMTC)問題為目標。
那么如何實現(xiàn)連接海量物聯(lián)網(wǎng)的5G愿景呢? 需要明確的是，“海量物聯(lián)網(wǎng)”這個概念指的是數(shù)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(wǎng)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(wǎng)。為什么這樣說呢？
3GPP已經(jīng)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(wǎng))。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(wǎng)用例。
圖1:互補的eMTC和NB-loT提供了廣泛的物聯(lián)網(wǎng)用例
我們真的同時需要eMTC和NB-loT連接海量物聯(lián)網(wǎng)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(nèi)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(nèi)的廣泛物聯(lián)網(wǎng)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(shù)萬比特每秒的數(shù)據(jù)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(xiàn)有的LTE頻段內(nèi)，或部署在LTE運營商的保護頻段（guard-band）內(nèi)，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(wǎng)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(xiàn)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(wǎng)演進
顯然，LTE IoT技術已經(jīng)開始連接海量物聯(lián)網(wǎng)，而eMTC和NB-IoT也將在未來數(shù)年里繼續(xù)演進——通過利用已經(jīng)覆蓋全球的LTE網(wǎng)絡的規(guī)模和長期性(也可以無縫地從2G網(wǎng)絡進行遷移)。最終，將會有一個基于5G NR的海量物聯(lián)網(wǎng)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(diào)度信號傳輸，即終端可隨時發(fā)送數(shù)據(jù)而無需請求許可；以及通過LTE終端對終端功能而擴展的網(wǎng)狀網(wǎng)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(diào)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(wǎng)。通過利用窄帶LTE IoT技術，這將為私有LTE網(wǎng)絡帶來新的機遇，并為LPWA帶來全新用例。
目前我們已經(jīng)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(xiàn)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(wǎng)絡，支持Cat-M1和Cat-NB1終端。在寫這篇博文時，已經(jīng)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。總之，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。
圖3:在2017年6月，LTE IoT在全球勢頭強勁
(責任編輯：李俊勇)