一文看懂物联网@@@@的@@无线连接@@技术@@@@eMTC

2002年@@,数字通信重新定义电话@@,移动通信开始腾飞@@;2010年@@,移动技术@@重新定义计算@@;而@@现在@@@@,我们在@@重新定义万物@@,也就是@@拓展互联网@@边界的@@价值@@,也就是@@物联网@@@@@@。物联网@@@@拥有非常广泛的@@应用@@,从@@智慧城市@@,例如照明@@、停车以及交通@@,可以被连接并有效地管理@@;到@@移动健康@@,包括@@病人的@@诊断@@、病人情况的@@跟踪@@、各种环境监控@@;到@@家中水表@@、电表@@、煤气等远程的@@跟踪@@;到@@楼宇的@@安全及智能化@@、工业自动化的@@控制@@;再到@@零售商业及资产追踪等多种垂直领域和@@细分市场@@@@。目前在@@@@3GPP规范中有三种关于物联网@@@@的@@无线连接@@技术@@@@,一种是@@@@NB-IoT(窄带@@物联网@@@@@@),第二@@种是@@@@ECGSM,第三@@种是@@@@eMTC。ECGSM是@@基于@@@@GSM(2G)技术@@的@@@@,暂且不谈@@,NB-IoT我们做过详细介绍@@,今天的@@主角将是@@@@eMTC。

eMTC的@@定义@@
LTE-M,即@@LTE-Machine-to-Machine,是@@基于@@@@LTE演进的@@物联网@@@@技术@@@@@@,在@@R12中叫@@Low-Cost MTC,在@@R13中被称为@@LTE enhanced MTC ,即@@eMTC,旨在@@基于@@现有的@@@@LTE载波满足物联网@@@@设备@@需求@@。eMTC基于@@蜂窝网@@络@@进行部署@@,支持上下行最大@@1Mbps的@@峰值速率@@,属于物联网@@@@中速率@@,其用户设备@@通过支持@@1.4MHz的@@射频和@@基带带宽@@,可以直接接入现有的@@@@LTE网@@络@@。LTE在@@不断演进的@@过程中@@,最新的@@@@eMTC和@@NBIoT都进一步优化了系统的@@成本@@、增强了续航能力@@、扩大了覆盖范围@@。eMTC的@@最关键能力在@@于支持移动性并可以定位@@,成本只有@@Cat1芯片的@@@@25%,相比于@@GPRS速率要高四倍@@。

eMTC的@@特性@@
窄带@@LTE其中@@最主要的@@几个特性@@。第一@@,系统复杂性地大幅度降低@@,复杂程度及成本得到@@了极大的@@优化@@。第二@@,功耗极度降低@@,电池续航时间大幅度增强@@。第三@@,网@@络@@的@@覆盖能力大大加强@@。第四@@,网@@络@@覆盖的@@密度增强@@。

eMTC具备@@@@LPWA基本的@@四大能力@@:一是@@广覆盖@@,在@@同样的@@频段下@@,eMTC比现有的@@网@@络@@增益@@15dB,极大地提升了@@LTE网@@络@@的@@深度覆盖能力@@;二是@@具备@@@@支撑海量连接的@@能力@@,eMTC一个扇区能够支持近@@10万个连接@@;三是@@更低功耗@@,eMTC终端模块的@@待机时间可长达@@10年@@;四是@@更低的@@模块成本@@,大规模的@@连接将会带来模组芯片成本的@@快速下降@@,eMTC芯片目标成本在@@@@1~2美金左右@@。

物联网@@@@R13到@@R14的@@演进@@
R14开启了@@3GPP的@@5G之旅@@,未来@@5G应用将涵盖三大类场景@@:增强移动宽带@@(eMBB)、海量机器类通信@@(mMTC)和@@超可靠低时延@@(eMTC)。其中@@,eMBB场景是@@指在@@现有移动宽带业务场景的@@基础上@@,对@@于用户体验等性能的@@进一步提升@@,主要还是@@追求人与@@人之间极致的@@通信体验@@。mMTC和@@eMTC则是@@物联网@@@@的@@应用场景@@,但@@各自侧重点不同@@:mMTC主要是@@人与@@物之间的@@信息交互@@,eMTC主要体现物与@@物之间的@@通信需求@@。

eMTC主要体现物与@@物之间的@@通信需求@@

从@@3GPP Release 13向@@Release 14的@@演进@@过程中@@,对@@吞吐量需求不是@@特别大的@@联网@@终端@@,如在@@广播功能@@方面@@,在@@Release 13中只能支持单路广播@@(unicast),在@@Release 14中会增加多路广播@@(multicast)功能@@;又如在@@定位功能@@方面的@@提升@@,可以对@@其位置进行追踪@@。

eMTC技术@@的@@@@优势@@
到@@2018年@@非手机联网@@终端的@@出货量预计将超过@@@@50亿@@,物联网@@@@市场@@作为非常宽泛的@@垂直市场@@@@,落地需要非常强大的@@连接支撑@@,基本要求有三点@@:是@@连接要无处不在@@@@、无时不在@@@@;还要有安全保证@@;同时@@,要有一个非常完善@@、充分优化的@@一个生态系统@@。所以说@@,基于@@LTE的@@物联网@@@@技术@@@@是@@最佳候选方案@@,目前有@@NB-IoT和@@eMTC。

广覆盖低功耗物联网@@@@的@@解决方案存在@@多种选择@@,用蜂窝网@@承载有三种方式@@,第一@@种是@@@@基于@@@@@@2G/3G/4G技术@@,采用与@@手机相同的@@终端芯片承载@@,与@@手机用户的@@能力是@@一样@@的@@@@;第二@@种是@@@@局部优化方案@@,包括@@eMTC、Cat1、Cat0方式等@@,能够降低成本和@@功耗@@,增强覆盖@@;第三@@种方式是@@@@NB-IoT。

再看看如今的@@@@LTE市场@@,截至@@2016年@@4月@@,在@@全球@@160多个国家中@@,超过@@500家运营商部署了@@LTE,超过@@400个厂家发布了超过@@@@5000款支持@@LTE的@@各种产品@@。借助过去数年@@智能手机的@@蓬勃发展@@@@,LTE已经成为最容易获得且性能最容易保证的@@无线通信主流技术@@@@。相比物联网@@@@的@@@@Wi-Fi和@@蓝牙@@技术@@@@,LTE的@@覆盖联接范围更广@@。另外@@,eMTC可以基于@@现有@@LTE网@@络@@直接升级部署@@,和@@现有的@@@@LTE基站共站址共天馈@@。eMTC和@@NB-IoT可以很大程度上复用现在@@@@LTE FDD和@@TD-LTE的@@网@@络@@基础设施@@,因此通过少量的@@设备@@投资@@,网@@络@@就可以对@@未来@@的@@@@NB-IoT和@@eMTC进行支持@@,并不需要重新建一张网@@@@。这也是@@受到@@各大运营商追捧的@@原因之一@@。

eMTC的@@商业化应用@@
应用在@@智能物流中@@,具有防盗@@、防调换@@、实时温度传感和@@可定位优势@@,能够实时监控及定位@@,将信息记录及上传@@,可以对@@行驶轨迹查询@@;在@@智能可穿戴设备@@中@@,可支持健康监测@@、视频@@业务@@、数据回传和@@定位@@;依靠目前的@@蜂窝网@@交互屏幕@@,提供包括@@智能充电桩@@、候机宝@@、电梯卫士@@、智能公交站牌@@、公共自行车管理等方面的@@应用场景@@。

eMTC的@@商业化应用@@

物联网@@@@中的@@智能家居@@
智能家居作为物联网@@@@的@@分支也属于方兴未艾的@@市场@@@@,目前最主要需要解决@@“智能组合@@”与@@“连接组合@@”两大问题@@。作为智能家居厂家@@,虽然智能硬件的@@功能@@日益丰富@@,但@@这仅仅解决智能组合@@的@@问题@@。我们常常谈及的@@互联互通处在@@连接组合@@的@@层面之上@@,目前在@@@@国内智能家居市场@@上基本选择@@Wi-Fi、蓝牙@@、ZigBee、Z-Wave等近距离物联网@@@@通信技术@@@@,也看到@@了一些选择@@Lora和@@Sigfox两大窄带@@物联网@@@@@@技术@@在@@智能家居@@、智慧社区和@@智慧城市中的@@应用@@。但@@是@@因为基于@@@@LTE的@@物联网@@@@技术@@@@NB-IoT与@@eMTC的@@商业化应用@@在@@明年@@才能启动@@,所以对@@于未来@@智能家居的@@连接选择上@@,还处在@@未知数阶段@@,市场@@也几乎都是@@空白@@,但@@是@@这块空白是@@大范围的@@强需求所在@@@@。

物联网@@@@中的@@智能家居@@

解决了@@“智能组合@@”与@@“连接组合@@”问题后@@,便是@@@@“互动组合@@”。互动组合@@并不是@@指用户通过手机@@APP去控制一台设备@@@@,看似这种方法比原来有进步@@,但@@依然很原始且傻瓜@@。互动组合@@即@@智能家居设备@@与@@设备@@之间的@@自决定与@@自处理@@,完全不需要人为干预@@,也可以称之为@@“升级的@@机械式傻瓜化@@”。但@@“互动组合@@”仍然不是@@智能家居领域的@@终极目标@@,人工智能的@@非机械化个性化处理方式将驾驭@@“互动组合@@”,我们称之为@@“人格组合@@”,感知@@、通过学习进行思考@@、并分析环境@@、最终做出本能的@@@@“类人格@@”反应便是@@@@终点@@。

物联网@@@@无线技术@@的@@@@发展@@将会受到@@许多需求的@@挑战@@,如高密度@@、高吞吐量@@,同时@@还需要低功率和@@低延时@@;要高速度@@,同时@@也要高稳定性@@;需要诸多复杂的@@机器连接@@。因为目前无线技术@@的@@@@尚不成熟@@,遭到@@许多质疑@@,但@@当物联网@@@@技术@@成熟时@@,也标志着智能家居@@“无线连接@@”的@@时代到@@来@@,届时质疑声将会消除@@,就如我们现在@@说起电话只会想到@@手机而@@不会想到@@固话一样@@@@。

编辑点评@@
如果只是@@把现有的@@@@LTE技术@@平移到@@物联网@@@@终端是@@走不通的@@@@,因为为了满足更广泛的@@物联网@@@@终端连接@@,低功耗和@@较低数据传输速率是@@强需求@@。与@@我们所知道的@@@@Cat.4到@@Cat.16一样@@,eMTC是@@Cat M1,而@@NB-IoT是@@Cat NB1,都属于同一个@@LTE发展@@路线图@@,eMTC对@@LTE协议进行了裁剪和@@优化@@,这些技术@@也能够在@@运营商部署@@LTE时并存@@,NB-IoT和@@eMTC是@@LTE物联网@@@@技术@@的@@@@互补@@。LPWA无论谁家输赢@@,都会促进智能家居等第三@@方垂直行业的@@@@“连接组合@@”发展@@,拓展更多需求@@。eMTC可以支持语音@@VoLTE通话@@,NB-IoT可以在@@低吞吐量的@@应用场景下将成本和@@功耗缩减至最低@@,eMTC和@@NB-IoT很难有非常清晰的@@界限@@,两项技术@@将会互相融合@@、补充以提升用户体验@@。

来源@@: 数智网@@@@