eMTC和NB-IoT：针对物联网的两个窄带LTE技术

我们正处5G时代的前夕，一个统一的网络，预计将会连接我们周围的一切。为了更快地抵达，我们正在加速 5G NR - 全球5G标准 - 从2019年开始推出智能手机的下一代移动宽带体验。

第一个5G NR版本提供eMBB（增强型移动宽带）和URLLC（超可靠，低延迟通信），还可以解决高性能IoT用例。然而，它不会针对低复杂度IoT（也称为大型机器通信或mMTC）。

那么我们如何才能实现连接大型IoT的5G愿景？要清楚的是，术语“大量物联网”是指数十亿的设备，对象和机器的10年，即使在最偏远的地方也需要无处不在的连接，例如深埋在地下的传感器。为了达到大规模（3GPP定义如在每公里至少1M装置2），移动网络必须更有效地支持该通信不频繁，并且是超高效节能的最简单的设备，以便他们可以提供非常长，10年以上的电池寿命。有挑战性 你打赌！但是我们不必等待5G开始连接大量的物联网。这就是为什么...

3GPP已经在版本13中引入了两套互补窄带LTE IoT技术：eMTC（增强机型通信）和NB-IoT（物联网）。两者都针对较低的复杂性/功率，更高的覆盖范围和更高的器件密度进行了优化，同时与其他LTE服务（如常规移动宽带）无缝共存。

他们共同拓展LTE技术组合，以支持更广泛的低功耗IoT用例。

图1：互补eMTC和NB-IoT解决了大量的物联网用例。

我们真的需要eMTC和NB-IoT来连接大型IoT吗？答案是肯定的，因为补充eMTC和NB-IoT是为不同类型的物联网用例设计的。

eMTC可以使用1.4 MHz的带宽提供高达1 Mbps的吞吐量，并支持基本功能，例如VoLTE和完全移动性，适用于广泛的IoT用例，包括资产跟踪器和可穿戴产品。另一方面，对于低吞吐量，延迟容忍的应用，例如仪表和传感器，NB-IoT可以缩小到极端简单。它使数据速率仅为10的kbps，带宽为200 kHz，并可提供更高的覆盖范围。此外，NB-IoT可以部署在现有的LTE频带内，在两个常规LTE载波之间的保护带中，或者以独立模式部署，为重新建立的GSM（2G / GPRS）频谱提供了一个简单的迁移路径。

除3GPP第13版之外，还有一个丰富的LTE IoT技术发明路线图，将为进一步的改进提供更多的支持，以满足未来的巨型IoT连接需求。例如，Release 14将为eMTC和NB-IoT带来新的功能，例如单小区组播，实现易于空中固件升级，以及增强设备定位以进行资产定位跟踪。此外，还有两个正在进行的第15版工作项目进一步增强了eMTC和NB-IoT，包括NB-IoT等唤醒接收器和TDD支持等新功能。

图2：3GPP版本13及更高版本中的LTE IoT演进。

应该清楚的是，LTE IoT今天开始连接大量的物联网，eMTC和NB-IoT将会在未来几年内不断发展 - 利用LTE网络的规模，寿命和全球覆盖（也可以无缝地实现从2G）。最终将有一个5G的NR型大型IoT解决方案。一些未来的高级设计元素将包括NOMA（非正交多址），利用RSMA（资源分配多路访问）实现免授权传输，其中设备在需要时发送数据而不需要许可 - 以及在LTE上扩展的网状网络设备到设备的功能。

另一个激动人心的方面是扩展到无牌频谱。MulteFire联盟正在适应LTE IoT以在无许可频谱中运行，以扩展超越由MulteFire 1.0支持的移动宽带和高性能IoT。这将为私有LTE网络带来新的机遇，并利用窄带LTE IoT技术实现LPWA（低功率广域）用例。

今天，我们正在提供支持eMTC设备类别Cat-M1，NB-IoT设备类别Cat-NB1和E-GPRS的商业多模式解决方案。在高通MDM9206是一个灵活的，单一SKU解决方案，使全球部署了单一的硬件，软件和射频设计。就在几个星期前，我们宣布了一个非常令人兴奋的事情 - 与Mobike和中国移动进行的联合实地考察 - 将利用我们的LTE IoT多模式解决方案。全球的移动运营商也开始推出支持Cat-M1和Cat-NB1设备的商用LTE IoT网络。在撰写本博客文章时，我们看到20多家移动运营商已经公开宣布了部署LTE IoT的承诺，更多的eMTC和/或NB-IoT技术正在为商业化做准备。总而言之，LTE IoT的未来是光明的，我们很高兴继续领先于LTE向前迈进5G。