NB-IoT和eMTC协同发展及应用场景探讨

房超 潘旭晖



NB-IoT和eMTC协同发展及应用场景探讨

房超 潘旭晖

浪潮乐金数字移动通信有限公司，山东 烟台 264006

在万物互互联通、云数据等技术不断深刻变化升级的背景下，NB-IoT作为国内一种新兴技术，在物联网市场中备受关注。虽支持低功耗、覆盖广、成本低的一些移动、定位场景，但在现有实际应用中，还未能全部满足这一要求，而在其他网络技术中，还未能形成替代。然而在大量场景的需求中，eMTC对LTE进行优化、裁剪后，在物联网场景的广泛应用中，弥补了NB-IoT中的不足，形成了互补的关系，尤其在一些应急场景等方面表现得更突出、明显，如电梯卫士、智能公交站牌、公共自行车管理等场景中。

NB-IOT；eMTC，LTE；协同发展；应用场景

1 NB-IoT和eMTC技术标准演进

1.1 NB-IoT标准

2015年9月，窄带物联网技术标准与3GPP的正式协议一经签订，相关网络业务需求便呈现出日益发展壮大的趋势，并大量应用于移动通信网络的技术领域。2016年6月，3GPP成为NB-IoT标准中的重要规范依据，表示着相关技术规范工作圆满完成。2016年底，又相继测试了NB-IoT标准中的尺寸、运动、动力等相关技术性能指标[1]。

1.2 LTE-M标准

LTE是在2G网络到3G网络平滑过渡中，在移动通信技术的长期演变中形成的，在Release 14标准中对MTC支持附加步骤。其中最明显的特征是可以在一定程度上降低设备成本。如果与Release13设备进行比较，其特点较为显著：覆盖广、低消耗，如果消耗增加到15 dB的情况下，依然会正常运行。

1.3 3GPP推动M-IoT有序发展

3GPP在会议中指出，在与移动网络达成的两项共识中：高于其标准的NB-IoT的终端类型，或者低于规定eMTC的终端类型，都不再增加[2]。在R.15技术的演变过程中，3GPP对NB-IoT和eMTC的未来健康发展，进行了协议，在共建持续发展的基础上，两者形成互补模式，求得共同发展。

2 NB-IoT和eMTC产业链发展情况

当前，在世界范围内，已经有许多国家相继对NB-IoT和增强机器类的通信技术进行了大力度的研发，以应对日益发展的移动网络需求，并逐步加快脚步，加紧对窄带物联网产业布局的不断扩展、推进程度[3]。如今已经有诸多的系统厂家、芯片公司对其进行了大量的投资。总体来看，芯片双频已经在各行各业中大量使用，成为行业的标配。2017年，eMTC遍布全球。

3 NB-IoT和eMTC技术对比分析

eMTC是增强机器类的通信技术，NB-IoT是窄带物联网技术，二者之间有明显技术差异。在业务类型上，所支持的范围略有不同。但在LPWA业务中几乎都可应用。

从两者之间共同的特点来看，面向的都是低速物联网领域。NB-IoT作为国内一种新技术，不具备移动性能，也不支持语音业务，而NB-IoT具有有限移动性，同时也支持语音业务，数据传输快等特点，对于移动性、关键业务、语音、要求时延的物联网领域更具优势[4]。如果两种技术在结合各自优势的情况下发挥相互补充的特点，便可以促进对应用场景的广泛需求。

4 NB-IoT和eMTC协同部署建议和应用场景

4.1物联网业务需求

需求1：根据业务增长率抢占业务发展市场。

（1）不断降低终端成本的基础上，培育产业走向成熟，扩大业务规模；

（2）经过市场数据调查：物联网蜂窝技术将在18年3月份可达1 890万，19年3月份可达1.45亿；而传统蜂窝技术在18年3月可达7 159万，19年3月可达14.3亿。

需求2：物联网蜂窝技术具有覆盖性广、垂直化、碎片化特征。

（1）在行业特征中，物联网蜂窝技术具有井喷式爆发优势，而传统行业业务的升级是在迭代的基础上进行的，然而两者从整体观看，都具有碎片化特征。

（2）NB-IoT技术在初期，重点集中在公共事业、城市等领域范围。如今，电子技术、农业监测等的不断升级，会给这些领域的发展带来长尾效应[5]。

4.2 NB-IoT和eMTC国内外运营商部署情况

4.2.1国外运营商部署情况

从全球范围观看，NB-IoT网络的部署主要分布于中国、欧洲；eMTC技术则主要分布于美国。2017年，德国推出了窄带物联网技术，并逐步推广到了西欧主要国家。随后世界其他国家也宣布加入研发队伍，支持研究应用该技术。另据世界通信组织预测，3年内，NB-IoT技术将会在世界各地实现落地。

4.2.2国内运营商物联网部署情况

在世界各国陆续开始推广NB-IoT的同时，我国国内也将其纳入计划节点中。2017年年底已经开始了外场试点测验，主要验证其覆盖和组网的性能，随后便可推进两项技术的协同发展，进而实现技术上的优势互补，共同推进相关产业发展。

4.3 NB-IoT和eMTC协同部署

在部署技术芯片时，需要根据具体的应用场合来选择，将这两种技术融合在一起，部署的频率与频谱使用情况同步，而且功耗更低、覆盖更广，两种技术所拥有的优势会同时发挥作用，应变能力激增。

4.4 NB-IoT和eMTC应用场景

从应用场合来看，具体有监控类应用场景，比如汽车类业务；有交互协同类的应用场景，比如穿戴类的业务；有采集数据类的应用场景，比如远程抄表类业务。

在大规模配置终端后，窄带物联网技术主要用来降低运营成本、降低功耗消费、迅速建立连接等，特别是在200 kHz的应用场合中可以大量使用。增强机器类的通信技术，只有在大宽带的应用下，才能配合使用。此技术虽然具有成本高的不足，但也具有满足任何数据传输的优势。

在协同发展的基础上，两项技术各有优势，可以起到优势互补、相辅相成的作用。在窄带物联网技术难以支持甚至满足移动业务需求的情况下，可以采用增强机器类通信的方式，补充业务功能，实现预期效果。当前窄带物联网的应用主要是在静止、半静止等状态下对极少量的数据进行传输，而在加入增强机器类通信技术后，可以满足数据在任何时候、任何速度、任何需求的传输，支持各行业大量业务发展。

5结束语

作为两种不同的技术，在很多场合下均可实现协同发展的效果，并形成互相补充、互相促进的关系，共同对世界物联网业务形成良好的补充与完善，完全不存在取缔一说。随着电子技术、物联网、大数据等的不断发展，相信在不久的未来，在两项技术共同发展的基础上，以此为核心优势的各类移动通信设备将会在世界各国普及，不仅会在工作中应用，而且也会在人们的生活中提供更多便利，更会开花结果，润物细无声，悄然而又深刻地影响、改变世界的发展。

[1]戴国华，余骏华.窄带物联网的产生背景、标准发展以及特性和业务研究[J].移动通信，2016（7）：33-38.

[2]陈凯，徐菲.NB-IOT与e MTC产业链发展情况[EB/OL].[2017-06-07].http://www.sohu.com/a/146625606_673855.

[3]赵静.低速率物联网蜂窝通信技术现状及发展趋势[J].移动通信，2016，40（7）：27-30.

[4]邢宇龙，张力方，胡云.移动蜂窝物联网演进方案研究[J].邮电设计技术，2016（11）：87-92.

[5]陈毅雯，张平，鄢勤.基于LTE-M蜂窝物联网技术的应用试点探讨[J].邮电设计技术，2016（5）：21-24.

Development and application of NB-IoT and eMTC

Fang Chao Pan Xuhui

Wave LG digital Mobile Communications Co., Ltd., Shandong Yantai 264006

Today, in all things, the cloud data etc are mutually connected technology under the background of profound changes to upgrade continuously, NB-IoT as an emerging technology in mainland China, has attracted much attention in the Internet market, although support low power consumption, wide coverage, low cost of some mobile, positioning, but in practical applications, the existing application also failes to meet all the requirements, and in other network technology, whicly also failes to form. In the demand for a large number of scenarios, however, eMTC optimizes the LTE, after cutting, the scene

NB-IoT; EMTC, LTE; coordinated development; Application scenarios

TN929.5；TP391.4

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