選eMTC還是NB-IoT，不應(yīng)該再是一個問題

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【導(dǎo)讀】NB-IoT與eMTC不存在選擇誰，出局誰的關(guān)系。NB-IoT與eMTC由于應(yīng)用場景的不同，運(yùn)營商會選擇將兩者協(xié)同，共同做大產(chǎn)業(yè)鏈。

【來源】物聯(lián)江湖（iot521）作者：王峰物 聯(lián)網(wǎng)智庫整理發(fā)布轉(zhuǎn)載請注明來源和出處

長期以來，蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的兩種制式eMTC與NB-IOT都有一點(diǎn)競爭關(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)用場景上的互補(bǔ)，以及介紹在3GPP第76次全會上，業(yè)界就移動物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（包括NB-IoT和eMTC）Rel.15演進(jìn)方向的共識。

一.eMTC作為窄帶物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢

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)航時間長 ，目前2G終端待機(jī)時長僅20天左右，在一些LPWA典型應(yīng)用如抄表類業(yè)務(wù)中，2G模塊顯然無法符合特殊地點(diǎn)如深井、煙囪等無法更換電池的應(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)在針對非物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)無法滿足同時接入海量終端的需求，而eMTC支持每小區(qū)超過1萬個終端。

3.典型場景網(wǎng)絡(luò)覆蓋不足 ，例如深井、地下車庫等覆蓋盲點(diǎn)，4G室外基站無法實(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)備通常還需無線路由器或無線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 ，相對非蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來說，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的競合關(guān)系

回到蜂窩物聯(lián)網(wǎng)上來，長期以來蜂窩物聯(lián)網(wǎng)的兩種制式eMTC與NB-IOT都有一點(diǎn)競爭關(guān)系，應(yīng)該選擇哪種網(wǎng)絡(luò)制式，業(yè)內(nèi)一直爭執(zhí)不休。其實(shí)雙方各有技術(shù)優(yōu)勢，同時又有合作的基礎(chǔ)，并不存在選擇問題，很多時候比拼的是誰的模組芯片成本下降更快，誰的商用化程度更高，以及誰的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更完善。

這種爭論直到2017年6月可以正式休止了，在3GPP第76次全會上，業(yè)界就移動物聯(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：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，推動了M-IoT有序發(fā)展，讓eMTC與NB-IOT劃分開了應(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對數(shù)據(jù)速率支持較差，在200Kbps，而eMTC能夠達(dá)到1Mbps；在移動性上來看，NB-IoT由于無法實(shí)現(xiàn)自動的小區(qū)切換，因此幾乎不具備移動性，eMTC在移動性上表現(xiàn)更好；在語音上，NB-IoT不支持語音傳輸，而eMTC支持語音；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目前的價格仍然偏高，且下降緩慢；在小區(qū)容量上，eMTC沒有進(jìn)行過定向優(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

移動性低速，小區(qū)重選低中高速，小區(qū)切換

時延秒級100ms級

語音不支持支持

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、更廣深覆蓋和長續(xù)航的靜態(tài)場景下；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、移動性，語音能力方面存在優(yōu)勢，更適合應(yīng)用在有語音通話、高帶寬速率以及有移動需求的場景下。在真實(shí)的市場使用場景中，雙方可以形成互補(bǔ)關(guān)系。

有預(yù)測數(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。但相對來說， eMTC網(wǎng)絡(luò)下應(yīng)用場景更加豐富，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值會更高。

在中國移動發(fā)布的《移動物聯(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)用場景將更加豐富。

NB-IoT技術(shù)應(yīng)用涉及靜態(tài)場景，如智能抄表、智能開關(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、智能家庭等。

3.結(jié)束語

從上可以發(fā)現(xiàn)，NB-IoT與eMTC同步推進(jìn)，可滿足解決多場景的綜合需求。

從文中的觀點(diǎn)可以看出，NB-IoT與eMTC不存在選擇誰，出局誰的關(guān)系。NB-IoT與eMTC由于應(yīng)用場景的不同，運(yùn)營商會選擇將兩者協(xié)同，共同做大產(chǎn)業(yè)鏈，不斷拉動消費(fèi)升級，為B端廠商提供更多不為技術(shù)限制的應(yīng)用場景，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NB-IoT與eMTC的融合發(fā)展之路。