選eMTC還是NB-IoT，不應(yīng)該再是一個(gè)問(wèn)題
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【導(dǎo)讀】NB-IoT與eMTC不存在選擇誰(shuí)，出局誰(shuí)的關(guān)系。NB-IoT與eMTC由于應(yīng)用場(chǎng)景的不同，運(yùn)營(yíng)商會(huì)選擇將兩者協(xié)同，共同做大產(chǎn)業(yè)鏈。
【來(lái)源】物聯(lián)江湖（iot521）作者：王峰物 聯(lián)網(wǎng)智庫(kù)整理發(fā)布轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明來(lái)源和出處
長(zhǎng)期以來(lái)，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的兩種制式eMTC與NB-IOT都有一點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，到底應(yīng)該選擇哪種網(wǎng)絡(luò)制式，業(yè)內(nèi)一直爭(zhēng)執(zhí)不休。
本文就分析下兩者在技術(shù)層面的區(qū)別，在應(yīng)用場(chǎng)景上的互補(bǔ)，以及介紹在3GPP第76次全會(huì)上，業(yè)界就移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（包括NB-IoT和eMTC）Rel.15演進(jìn)方向的共識(shí)。
一.eMTC作為窄帶物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)
eMTC作為窄帶蜂窩物聯(lián)網(wǎng)主流網(wǎng)絡(luò)制式標(biāo)準(zhǔn)之一，相比非蜂窩物聯(lián)網(wǎng)具備了LPWA基本的四大能力：廣覆蓋、大連接、低功耗、低成本。下面我們分別分析一下：
1.功耗低、終端續(xù)航時(shí)間長(zhǎng) ，目前2G終端待機(jī)時(shí)長(zhǎng)僅20天左右，在一些LPWA典型應(yīng)用如抄表類業(yè)務(wù)中，2G模塊顯然無(wú)法符合特殊地點(diǎn)如深井、煙囪等無(wú)法更換電池的應(yīng)用要求。而eMTC的耗電僅為2G Modem的1% ，終端待機(jī)可達(dá)10年。
2.海量連接，滿足“大連接”應(yīng)用需求 ，物聯(lián)網(wǎng)終端的一大特點(diǎn)就是海量連接用戶，現(xiàn)在針對(duì)非物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)無(wú)法滿足同時(shí)接入海量終端的需求，而eMTC支持每小區(qū)超過(guò)1萬(wàn)個(gè)終端。
3.典型場(chǎng)景網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足 ，例如深井、地下車庫(kù)等覆蓋盲點(diǎn)，4G室外基站無(wú)法實(shí)現(xiàn)全覆蓋。而在廣覆蓋方面，eMTC比LTE增強(qiáng)15dB（可多穿一堵墻），比GPRS增強(qiáng)了11dB，信號(hào)可覆蓋至地下2-3層。
4.成本有望不斷降低 ，目前智能家居應(yīng)用主流通信技術(shù)是WiFi， WiFi模塊雖然本身價(jià)格較低，已經(jīng)降到了10元人民幣以內(nèi)了，但支持WiFi的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通常還需無(wú)線路由器或無(wú)線AP做網(wǎng)絡(luò)接入、或只能做局域網(wǎng)通信。2G通信模塊一般在20元人民幣以上，而4G通信模塊則要150元人民幣以上，相比之下eMTC終端有望通過(guò)產(chǎn)業(yè)鏈交叉補(bǔ)貼，不斷降低成本。
5.專用頻段傳輸干擾小 ，相對(duì)非蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來(lái)說(shuō)，eMTC基于授權(quán)頻譜傳輸，傳輸干擾小，安全性較好，能夠確?？煽總鬏?。
二. eMTC與NB-IoT的競(jìng)合關(guān)系
回到蜂窩物聯(lián)網(wǎng)上來(lái)，長(zhǎng)期以來(lái)蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的兩種制式eMTC與NB-IOT都有一點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，應(yīng)該選擇哪種網(wǎng)絡(luò)制式，業(yè)內(nèi)一直爭(zhēng)執(zhí)不休。其實(shí)雙方各有技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)又有合作的基礎(chǔ)，并不存在選擇問(wèn)題，很多時(shí)候比拼的是誰(shuí)的模組芯片成本下降更快，誰(shuí)的商用化程度更高，以及誰(shuí)的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更完善。
這種爭(zhēng)論直到2017年6月可以正式休止了，在3GPP第76次全會(huì)上，業(yè)界就移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（包括NB-IoT和eMTC）Rel.15演進(jìn)方向達(dá)成了相關(guān)共識(shí)：不新增系統(tǒng)帶寬低于1.4MHz的eMTC終端類型；不新增系統(tǒng)帶寬高于200KHz的NB-IoT終端類型。
3GPP這一決議，推動(dòng)了M-IoT有序發(fā)展，讓eMTC與NB-IOT劃分開(kāi)了應(yīng)用界限，轉(zhuǎn)為了混合組網(wǎng)、差異化互補(bǔ)的合作關(guān)系。我們來(lái)看看兩者在技術(shù)和應(yīng)用上的區(qū)別。
1.從技術(shù)層面兩者的關(guān)系
在峰值速率上，NB-IoT對(duì)數(shù)據(jù)速率支持較差，在200Kbps，而eMTC能夠達(dá)到1Mbps；在移動(dòng)性上來(lái)看，NB-IoT由于無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的小區(qū)切換，因此幾乎不具備移動(dòng)性，eMTC在移動(dòng)性上表現(xiàn)更好；在語(yǔ)音上，NB-IoT不支持語(yǔ)音傳輸，而eMTC支持語(yǔ)音；在終端成本上，NB-IoT由于模組、芯片制式統(tǒng)一，現(xiàn)已降至5美元左右，但是eMTC目前的價(jià)格仍然偏高，且下降緩慢；在小區(qū)容量上，eMTC沒(méi)有進(jìn)行過(guò)定向優(yōu)化，難以滿足超大容量的連接需求；在覆蓋廣深上，NB-IoT 覆蓋半徑比eMTC 大30%。eMTC覆蓋較NB-IoT 差9dB 左右。
表：NB-IoT與eMTC對(duì)比
比較項(xiàng)NB-IoTeMTC
頻段FDDFDD，TDD
部署LTE帶內(nèi)，LTE保護(hù)帶，獨(dú)立LTE帶內(nèi)
雙工HDHD/FD
天線個(gè)數(shù)1/2（RxD）1/2（RxD）
載波帶寬200kHz1.4MHz
上行覆蓋增益：20+dB增益：15+dB
下行覆蓋(MCL)164dB156dB
峰值速率UL:250kbit/s(MT)/200kbit/s(ST) DL:250kbit/sUL:1Mbit/s(FD)/375kbit/s(HD) DL:1Mbit/s(FD)/300kbit/s(HD)
子載波帶寬UL: single tone:15/3.75kHz multi tone: 15kHz DL:15kHzUL:15kHz DL:15kHz
TTI1ms1ms/8ms
調(diào)制BPSK QPSKQPSK 16QAM
多址UL/DL: SC-FDMA/OFDMAUL/DL: SC-FDMA/OFDMA
移動(dòng)性低速，小區(qū)重選低中高速，小區(qū)切換
時(shí)延秒級(jí)100ms級(jí)
語(yǔ)音不支持支持
小區(qū)容量目標(biāo)容量50k/cell目標(biāo)容量50k/cell
定位將來(lái)支持(R14, E-CID/ UTDOA/ OTDOA, 目標(biāo)<50m)標(biāo)準(zhǔn)已支持（約50m）
功耗PSM，eDRXPSM，eDRX
芯片成本目標(biāo)<1美元（比emtc更低）目標(biāo)1~2美元
模組成本目標(biāo)2~5美元相比NB-IoT略高
標(biāo)準(zhǔn)引入版本R13，2016R13，2016
2.從應(yīng)用場(chǎng)景兩者的混合組網(wǎng)
從雙方的技術(shù)特征可以看出，NB-IoT在覆蓋、功耗、成本、連接數(shù)等方面性能占優(yōu)，通常使用在追求更低成本、更廣深覆蓋和長(zhǎng)續(xù)航的靜態(tài)場(chǎng)景下；eMTC其在覆蓋及模組成本方面目前弱于NB-IoT，但其在峰值速率、移動(dòng)性，語(yǔ)音能力方面存在優(yōu)勢(shì)，更適合應(yīng)用在有語(yǔ)音通話、高帶寬速率以及有移動(dòng)需求的場(chǎng)景下。在真實(shí)的市場(chǎng)使用場(chǎng)景中，雙方可以形成互補(bǔ)關(guān)系。
有預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，NB-IoT由于其低成本、廣覆蓋的特征，連接數(shù)量與eMTC相比是8:2的比例關(guān)系。但相對(duì)來(lái)說(shuō)， eMTC網(wǎng)絡(luò)下應(yīng)用場(chǎng)景更加豐富，應(yīng)用與人的關(guān)系更加直接，eMTC網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下用戶的ARPU值會(huì)更高。
在中國(guó)移動(dòng)發(fā)布的《移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)解決方案白皮書》中，可以發(fā)現(xiàn)NB-IoT/eMTC混合組網(wǎng)后，應(yīng)用場(chǎng)景將更加豐富。
NB-IoT技術(shù)應(yīng)用涉及靜態(tài)場(chǎng)景，如智能抄表、智能開(kāi)關(guān)、智能井蓋等。但NB-IoT/eMTC混合組網(wǎng)后，將涉及更多交互協(xié)同類的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如產(chǎn)品全流程管理、智能泊車、共享單車、融資租賃、款箱監(jiān)控、智慧大棚、動(dòng)物溯源、林業(yè)數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程健康、智能路燈、空氣監(jiān)測(cè)、智能家庭等。
3.結(jié)束語(yǔ)
從上可以發(fā)現(xiàn)，NB-IoT與eMTC同步推進(jìn)，可滿足解決多場(chǎng)景的綜合需求。
從文中的觀點(diǎn)可以看出，NB-IoT與eMTC不存在選擇誰(shuí)，出局誰(shuí)的關(guān)系。NB-IoT與eMTC由于應(yīng)用場(chǎng)景的不同，運(yùn)營(yíng)商會(huì)選擇將兩者協(xié)同，共同做大產(chǎn)業(yè)鏈，不斷拉動(dòng)消費(fèi)升級(jí)，為B端廠商提供更多不為技術(shù)限制的應(yīng)用場(chǎng)景，讓C端用戶得到體驗(yàn)的提升，激發(fā)用戶的剛性需求，并為5G與各行業(yè)的融合發(fā)展打下基礎(chǔ)，這才是未來(lái)NB-IoT與eMTC的融合發(fā)展之路。