通信大PK NB-IoT與eMTC的十輪對戰(zhàn)
NB-IoT 與eMTC 的都有各自的優(yōu)點(diǎn),本文從十個(gè)方面進(jìn)行了系統(tǒng)地梳理及詳細(xì)地分析,在十輪論戰(zhàn)過后,我們會(huì)重新審視在二者之間如何做出選擇。
1、覆蓋
NB-IOT :設(shè)計(jì)目標(biāo)是在GSM 基礎(chǔ)上覆蓋增強(qiáng)20dB。以144 dB 作為GSM 的最大耦合路損,則NB-IoT 設(shè)計(jì)的最大耦合路損為164 dB。其中,其下行主要依靠增大各信道的最大重傳次數(shù)以獲得覆蓋上的增加。而在其通過上行覆蓋增強(qiáng)技術(shù),盡管NB-IoT 終端上行發(fā)射功率(23 dBm)較GSM(33 dBm)低10 dB,其傳輸帶寬的變窄及最大重復(fù)次數(shù)的增加使其上行可工作在164 dB 的最大路損下。
eMTC:其設(shè)計(jì)目標(biāo)是在LTE 最大路損(140 dB)基礎(chǔ)上增強(qiáng)15 dB 左右,最大耦合路損可達(dá)155 dB。該技術(shù)覆蓋增強(qiáng)主要依靠信道的重復(fù),其覆蓋較NB-IoT 差9dB 左右。
總結(jié)來看,NB-IoT 覆蓋半徑約是GSM/LTE 的4 倍,eMTC覆蓋半徑約是GSM/LTE 的3 倍,NB-IoT 覆蓋半徑比eMTC 大30%。NB-IoT 及eMTC 覆蓋增強(qiáng)可用于提高物聯(lián)網(wǎng)終端的深度覆蓋能力,也可用于提高網(wǎng)絡(luò)的覆蓋率,或者減少站址密度以降低網(wǎng)絡(luò)成本等。
2、功耗
由于多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用都由于地理位置或成本原因,存在終端不易更新的問題,因此功耗,就對物聯(lián)網(wǎng)終端在特殊場景中能否商用,起到非常重要的作用了。
NB-IoT :在3GPP 標(biāo)準(zhǔn)中的終端電池壽命設(shè)計(jì)目標(biāo)為10 年。在實(shí)際設(shè)計(jì)中,NB-IoT 引入eDRX 與PSM 等節(jié)電模式以降低功耗,該技術(shù)采用了降低峰均比以提升功率放大器(PA)效率、減少周期性測量及僅支持單進(jìn)程等多種方案提升電池效率,以達(dá)到10 年壽命的設(shè)計(jì)預(yù)期。但在實(shí)際應(yīng)用中,NB-IoT 的電池壽命與具體的業(yè)務(wù)模型及終端所處覆蓋范圍密切相關(guān)。
eMTC :在較理想的場景下,電池壽命預(yù)期也可達(dá)10 年水平,其終端也引入了PSM 與eDRX 兩種節(jié)電模式,但是實(shí)際性能,還需后在不同場景中做進(jìn)一步評估、驗(yàn)證。
3、模組成本
NB-IoT :其采用更簡單的調(diào)制解調(diào)編碼方式,以降低存儲(chǔ)器及處理器的要求;采用半雙工的方式,無需雙工器、降低帶外及阻塞指標(biāo)等等一系列方法。在目前市場規(guī)模下,其模組成本可達(dá)5 美金以下,在今后市場規(guī)模擴(kuò)大的情況下,規(guī)模效應(yīng)有可能使其模組成本進(jìn)一步下降。具體金額及時(shí)間進(jìn)度,依賴產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度而定。
eMTC :其也在LTE 的基礎(chǔ)上,針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求對成本進(jìn)行了一定程度的優(yōu)化。在市場初期的規(guī)模下,其模組成本可低于10 美金。
4、連接數(shù)
連接數(shù)是物聯(lián)網(wǎng)能夠進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
NB-IoT :其在設(shè)計(jì)之初所定目標(biāo)為5 萬連接數(shù)/ 小區(qū),根據(jù)初期計(jì)算評估,目前版本可基本達(dá)到要求。但是否可達(dá)到該設(shè)計(jì)目標(biāo)取決于小區(qū)內(nèi)各NB-IoT 終端業(yè)務(wù)模型等因素,需后續(xù)進(jìn)一步測試評估。
eMTC:其連接數(shù)并未針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用做專門優(yōu)化,目前預(yù)期其連接數(shù)將小于NB-IoT技術(shù),具體性能需后續(xù)進(jìn)一步測試評估。
5、后續(xù)需增強(qiáng)功能
定位功能:在NB-IoT技術(shù)的R13 版本中,為降低終端的功耗,在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),并未設(shè)計(jì)PRS 及SRS。因此,目前NB-IoT 僅能通過基站側(cè)E-CID 方式定位,精度較粗。當(dāng)然,未來的升級中將進(jìn)一步考慮增強(qiáng)定位精度的特性與設(shè)計(jì)。
多播(multi-cast)功能 :在物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中,基站有可能需要對大量終端同時(shí)發(fā)出同樣的數(shù)據(jù)包。在NB-IoT 的R13 版本中,無相應(yīng)多播業(yè)務(wù),在進(jìn)行該類業(yè)務(wù)時(shí)需逐個(gè)向每個(gè)終端下發(fā)相應(yīng)數(shù)據(jù),浪費(fèi)大量系統(tǒng)資源,延長整體信息傳送時(shí)間。在R14 版本中,有可能對多播特性進(jìn)行考慮,以改善相關(guān)性能。
移動(dòng)性/ 業(yè)務(wù)連續(xù)性增強(qiáng)功能:R13 中NB-IoT 主要針對靜止/ 低速用戶設(shè)計(jì)、優(yōu)化,不支持鄰區(qū)測量上報(bào),因此無法進(jìn)行連接態(tài)小區(qū)切換,僅支持空閑態(tài)小區(qū)重選。R14 階段會(huì)增強(qiáng)UE 測量上報(bào)功能,支持連接態(tài)小區(qū)切換。
6、對語音支持能力
對于標(biāo)清與高清的VoIP 語音, 其語音速率分別為12.2kbps 與23.85 kbps。即全網(wǎng)至少需提供10.6 kbps 與17.7 kbps 的應(yīng)用層速率,方可支持標(biāo)清與高清的VoIP語音。
NB-IoT :其峰值上下行吞吐率僅為67 kbps 與30 kbps,因此,在組網(wǎng)環(huán)境下,無法對語音功能進(jìn)行支持。
eMTC:其 FDD 模式上下行速率基本可滿足語音的需求,但從產(chǎn)業(yè)角度來看,目前支持情況有限,對于eMTC TDD 模式,由于上行資源數(shù)受到限制,其語音支持能力較eMTC FDD 模式弱。
7、移動(dòng)性管理
NB-IoT :在R13 版本下,其連接態(tài)下無法進(jìn)行小區(qū)切換或重定向,僅能在空閑態(tài)下進(jìn)行小區(qū)重選。在后續(xù)版本中,產(chǎn)業(yè)界有可能針對某些垂直行業(yè)需求,提出連接態(tài)移動(dòng)性管理的需求。
eMTC:由于該技術(shù)是在LTE 基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),可支持連接態(tài)小區(qū)切換。
8、網(wǎng)絡(luò)部署對現(xiàn)網(wǎng)影響
網(wǎng)絡(luò)部署的難易程度,網(wǎng)絡(luò)組建成本恐怕是運(yùn)營商在決策過程中,最重要考慮的問題。
NB-IOT:對于未部署LTE FDD的運(yùn)營商,NB-IOT 的部署更接近于全新網(wǎng)絡(luò)的部署,將涉及到無線網(wǎng)及核心網(wǎng)的新建或改造及傳輸結(jié)構(gòu)的調(diào)整,同時(shí),若無現(xiàn)成空閑頻譜,則需對現(xiàn)網(wǎng)頻譜(通常為GSM)進(jìn)行調(diào)整(Standalone 模式)。因此,實(shí)施代價(jià)相對較高。
而對于已部署LTE FDD 的運(yùn)營商,NB-IoT 的部署可很大程度上利用現(xiàn)有設(shè)備與頻譜,其部署相對簡單。但無論是依托那種制式進(jìn)行建設(shè),都需要獨(dú)立部署核心網(wǎng)或升級現(xiàn)網(wǎng)設(shè)備。
eMTC:若在現(xiàn)網(wǎng)已部署4G 網(wǎng)絡(luò),在該基礎(chǔ)上再部署eMTC 網(wǎng)絡(luò),在無線網(wǎng)方面,可基于現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行軟件升級,在核心網(wǎng)方面,同樣可通過軟件升級實(shí)現(xiàn)。
9、業(yè)務(wù)模式
NB-IoT :其在覆蓋、功耗、成本、連接數(shù)等方面性能占優(yōu),但無法滿足移動(dòng)性及中等速率要求、語音等業(yè)務(wù)需求,比較適合低速率、移動(dòng)性要求相對較低的LPWA 應(yīng)用;
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,語音能力方面存在優(yōu)勢,適合于中等吞吐率、移動(dòng)性或語音能力要求較高的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景。運(yùn)營商可根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)中實(shí)際應(yīng)用選擇相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行部署。
因此,一直有專家秉持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,相對來說,其ARPU值也就更高的觀點(diǎn)。
10、NB-IoT 與eMTC性能小結(jié)

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