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金讯无线团体解决方案是物联网(M2M)的助推者


陪伴挪动通讯手艺的不断发展,全球物联网行将迎来快速的开展。在国际运营商中, AT&T、Verizon、KDDI、KPN、Orange、NTT DoCoMo、Telefonica、Telstra、Telus都前后展开了eMTC的商用。 在我国,电信率先起跑,在建立了800MHz组网才能以后,一口气要建成30万NB-IOT基站。联通与Jasper签署双排他和谈,早早肯定了NB-IOT作为发展方向。

而最早提出的中挪动,却在NB-IoT 与eMTC之间彷徨不定,这之间的原因,次要是两种制式各有所长,而中挪动的TDD网络决议了其决议计划上的纠结性。

本文就NB-IoT 与eMTC 的主要性能,在十个方面停止了系统地梳理及具体地阐发,在十轮论争事后,让我们再从头审阅中挪动的最佳决议计划应该是什么样子的。

一、挑选疆场

在物联网的建网中,有十分多的使用场景需求满意,那么NB-IoT 与eMTC是在哪个场景下停止PK的呢?次要有三个场景,我们顺次来看一下。

物联网使用可按照速率、时延及可靠性等要求,次要可分为三大类:

场景一:低时延、高可靠性业务。该类业务对吞吐率、时延或可靠性要求较高,其典范使用包罗车联网、长途医疗等;

场景二:中等需求类业务。该类业务对吞吐率要求中等或偏低,部门使用有移动性及语音方面的要求,对笼盖与本钱也有必然的限定,其典范业务次要有智能家防,可穿着装备等;

场景三:LPWA(Low Power Wide Area)业务。LPWA业务的主要特征包罗低功耗、低成本、低吞吐率、要求广(深)笼盖且所涉终端数目宏大,其典范使用包罗抄表、情况监控、物流、资产追踪等。

在以上各种业务中,LPWA业务因为连接需求范围大,是全球各运营商争取连接的次要市场。NB-IoT 与eMTC也次要是在这个疆场上停止PK的。

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NB-IoT 与EMTC一起走来,是败北了哪些网络制式,才走到最初的呢?

今朝,存在多种可承载LPWA类业务的物联网通讯手艺,如GPRS、LTE、LoRa、Sigfox等,但存在以下成绩:

1.终端续航时长无法满意要求,如:今朝GSM终端待机时长(不含业务)仅20天阁下,在一些LPWA典范使用如抄表类业务中改换电池本钱高,且某些特别所在如深井、烟囱等改换电池很不便利。

2.无法满意海量终端的使用需求,物联网终端的一大特性就是海量,因而需求网络可以同时接入大量用户,而现在针对非物联网使用设想的网络无法满意同时接入海量终端的需求。

3.典范场景网络笼盖不敷,比方深井、地下车库等笼盖盲点,室外基站无法实现全笼盖。

4.本钱高,关于布置物联网的企业来讲,挑选LPWA的一个主要原因就是布置的低成本。智能家居使用支流通讯手艺是WiFi, WiFi模块固然自己价钱较低,曾经降到了10元人民币之内了,但撑持WiFi的物联网装备凡是还需无线路由器或无线AP做网络接入、或只能做局域网通讯。而蜂窝通讯手艺关于企业来讲布置本钱太高,国产最一般的2G通讯模块普通在30元人民币以上,而4G通讯模块则要200元人民币以上。

5.传输滋扰大,这次要针对的长短蜂窝物联网手艺,其基于非授权频谱传输,传输滋扰大,安全性差,无法确保可靠传输。

上述几点曾经成为障碍LPWA业务开展的影响身分,与这些制式比拟,NB-IoT 与EMTC优势较为较着。

三、NB-IoT与eMTC的十年酣战

1.笼盖

NB-IOT :设想目的是在GSM 基础上笼盖加强20dB。以144 dB 作为GSM 的最大耦合路损,则NB-IoT 设想的最大耦合路损为164 dB。此中,其下行次要依托增大各信道的最大重传次数以得到笼盖上的增长。而在其经由过程上行笼盖加强手艺,虽然NB-IoT 终端上行发射功率(23 dBm)较GSM(33 dBm)低10 dB,其传输带宽的变窄及最大反复次数的增长使其上行可事情在164 dB 的最亨衢损下。

eMTC:其设想目的是在LTE 最亨衢损(140 dB)基础上加强15 dB 阁下,最大耦合路损可达155 dB。该手艺笼盖加强次要依托信道的反复,其笼盖较NB-IoT 差9dB 阁下。

总结来看,NB-IoT 笼盖半径约是GSM/LTE 的4 倍,eMTC笼盖半径约是GSM/LTE 的3 倍,NB-IoT 笼盖半径比eMTC 大30%。NB-IoT 及eMTC 笼盖加强可用于提高物联网终端的深度笼盖才能,也可用于提高网络的覆盖率,大概削减站址密度以低落网络本钱等。

2.功耗

因为大都物联网使用都因为地理位置或本钱原因,存在终端不容易更新的成绩,因而功耗,就对物联网终端在特别场景中可否商用,起到非常重要的感化了。

NB-IoT :在3GPP 尺度中的终端电池期限设想目的为10 年。在实践设想中,NB-IoT 引入eDRX 与PSM 等节电模式以低落功耗,该手艺接纳了低落峰均比以提拔功率放大器(PA)服从、削减周期性丈量及仅撑持单历程等多种计划提拔电池服从,以到达10 年寿命的设想预期。但在实践使用中,NB-IoT 的电池期限与详细的业务模子及终端所处笼盖范畴亲密相干。

eMTC :在较幻想的场景下,电池期限预期也可达10 年程度,其终端也引入了PSM 与eDRX 两种节电模式,可是实践机能,还需后在差别场景中做进一步评价、考证。

3.模组本钱

NB-IoT :其接纳更简朴的调制解调编码方法,以低落存储器及处理器的要求;接纳半双工的方法,无需双工器、低落带外及壅闭目标等等一系列办法。在目前市场范围下,其模组本钱可达5 美金以下,在此后市场规模扩大的状况下,范围效应有可能使其模组本钱进一步降落。详细金额及工夫进度,依靠财产开展的速度而定。

eMTC :其也在LTE 的基础上,针对物联网使用需求对本钱停止了一定程度的优化。在市场早期的范围下,其模组本钱可低于10 美金。

4.连接数

连接数是物联网可以停止大规模使用的关键因素。

NB-IoT :其在设想之初所定目的为5 万连接数/ 小区,按照早期计较评价,今朝版本可根本到达要求。可是否可到达该设想目的取决于小区内各NB-IoT 终端业务模子等身分,需后续进一步测试评价。

eMTC:其连接数并未针对物联网应用做专门优化,今朝预期其连接数将小于NB-IoT手艺,详细机能需后续进一步测试评价。

5.后续需加强功用

定位功用:在NB-IoT手艺的R13 版本中,为低落终端的功耗,在系统设计时,并未设想PRS 及SRS。因而,今朝NB-IoT 仅能经由过程基站侧E-CID 方法定位,精度较粗。固然,将来的晋级中将进一步思索加强定位精度的特性与设想。

多播(multi-cast)功用 :在物联网业务中,基站有可能需求对大量终端同时收回一样的数据包。在NB-IoT 的R13 版本中,无响应多播业务,在停止该类业务时需逐一向每一个终端下发响应数据,华侈大量系统资源,耽误团体信息传送工夫。在R14 版本中,有可能对多播特性停止思索,以改进相干机能。

移动性/ 业务连续性加强功用:R13 中NB-IoT 次要针对静止/ 低速用户设想、优化,不支持邻区丈量上报,因而无法停止连接态小区切换,仅撑持闲暇态小区重选。R14 阶段会加强UE 丈量上报功用,撑持连接态小区切换。

6.对语音撑持才能

关于标清与高清的VoIP 语音, 其语音速率别离为12.2kbps 与23.85 kbps。即全网最少需供给10.6 kbps 与17.7 kbps 的使用层速率,方可撑持标清与高清的VoIP语音。

NB-IoT :其峰值上下行吞吐率仅为67 kbps 与30 kbps,因而,在组网情况下,无法对语音功用停止撑持。

eMTC:其 FDD 模式上下行速率根本可满意语音的需求,但从财产角度来看,今朝撑持状况有限,关于eMTC TDD 模式,因为上行资本数遭到限定,其语音撑持才能较eMTC FDD 模式弱。

7.移动性管理

NB-IoT :在R13 版本下,其连接态下无法停止小区切换或重定向,仅能在闲暇态下停止小区重选。在后续版本中,产业界有可能针对某些垂直行业需求,提出连接态移动性管理的需求。

eMTC:因为该手艺是在LTE 基础上停止优化设想,可撑持连接态小区切换。

8.网络布置对现网影响

网络布置的难易水平,网络组建本钱生怕是运营商在决议计划历程中,最重要思索的成绩。

NB-IOT:关于未布置LTE FDD的运营商,NB-IOT 的布置更靠近于全新网络的布置,将涉及到无线网及焦点网的新建或革新及传输构造的调解,同时,若无现成闲暇频谱,则需对现网频谱(凡是为GSM)停止调解(Standalone 模式)。因而,施行价格相对较高。

而关于已布置LTE FDD 的运营商,NB-IoT 的布置可很大程度上操纵现有装备与频谱,其布置相对简朴。但无论是依托那种制式停止建立,都需求自力布置焦点网或晋级现网装备。

eMTC:若在现网已布置4G 网络,在该基础上再布置eMTC 网络,在无线网方面,可基于现有4G网络停止软件晋级,在焦点网方面,一样可经由过程软件晋级实现。

9.业务模式

NB-IoT :其在笼盖、功耗、本钱、连接数等方面机能占优,但无法满意移动性及中等速率要求、语音等业务需求,比力合适低速率、移动性要求相对较低的LPWA 使用;

eMTC :其在笼盖及模组本钱方面今朝弱于NB-IoT,但其在峰值速率、移动性,语音才能方面存在优势,适合于中等吞吐率、移动性或语音才能要求较高的物联网使用场景。运营商可按照现网中实践使用挑选相干物联网手艺停止布置。

因而,一直有专家秉承eMTC网络下,使用场景愈加丰硕,使用与人的干系愈加间接,相对来讲,其ARPU值也就更高的概念。

10. NB-IoT 与eMTC机能小结


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现在来看,中挪动的挑选,对我国物联网财产开展十分枢纽。一方面中挪动苦于FDD派司发放工夫的不确定性,以及建立NB-IOT网络的本钱远高于另外两家,而迟迟下不了决计;另一方面有国际运营商加持的eMTC,又确实有共同的优势,可是两种制式带来的范围体量没有到达预期,会使芯片、模组价钱居高不下,进一步不利于财产开展。

这都让中挪动难以下决心挑选,由于一旦挑选毛病,机会成本与网络本钱都是非常宏大的。

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