一文看懂物聯網的無線連接技術eMTC

　　2002年，數字通信重新定義電話，移動通信開始騰飛;2010年，移動技術重新定義計算;而現在，我們在重新定義萬物，也就是拓展互聯網邊界的價值，也就是物聯網。物聯網擁有非常廣泛的應用，從智慧城市，例如照明、停車以及交通，可以被連接并有效地管理;到移動健康，包括病人的診斷、病人情況的跟蹤、各種環境監控;到家中水表、電表、煤氣等遠程的跟蹤;到樓宇的安全及智能化、工業自動化的控制;再到零售商業及資產追蹤等多種垂直領域和細分市場。目前在3GPP規范中有三種關于物聯網的無線連接技術，一種是NB-IoT(窄帶物聯網)，第二種是ECGSM，第三種是eMTC。ECGSM是基于GSM(2G)技術的，暫且不談，NB-IoT我們做過詳細介紹，今天的主角將是eMTC。

　　eMTC的定義

　　LTE-M，即LTE-Machine-to-Machine，是基于LTE演進的物聯網技術，在R12中叫Low-Cost MTC，在R13中被稱為LTE enhanced MTC ，即eMTC，旨在基于現有的LTE載波滿足物聯網設備需求。eMTC基于蜂窩網絡進行部署，支持上下行最大1Mbps的峰值速率，屬于物聯網中速率，其用戶設備通過支持1.4MHz的射頻和基帶帶寬，可以直接接入現有的LTE網絡。LTE在不斷演進的過程中，最新的eMTC和NBIoT都進一步優化了系統的成本、增強了續航能力、擴大了覆蓋范圍。eMTC的最關鍵能力在于支持移動性并可以定位，成本只有Cat1芯片的25%，相比于GPRS速率要高四倍。

　　eMTC的特性

　　窄帶LTE其中最主要的幾個特性。第一，系統復雜性地大幅度降低，復雜程度及成本得到了極大的優化。第二，功耗極度降低，電池續航時間大幅度增強。第三，網絡的覆蓋能力大大加強。第四，網絡覆蓋的密度增強。

　　eMTC具備LPWA基本的四大能力：一是廣覆蓋，在同樣的頻段下，eMTC比現有的網絡增益15dB，極大地提升了LTE網絡的深度覆蓋能力;二是具備支撐海量連接的能力，eMTC一個扇區能夠支持近10萬個連接;三是更低功耗，eMTC終端模塊的待機時間可長達10年;四是更低的模塊成本，大規模的連接將會帶來模組芯片成本的快速下降，eMTC芯片目標成本在1～2美金左右。

 物聯網R13到R14的演進

　　R14開啟了3GPP的5G之旅，未來5G應用將涵蓋三大類場景：增強移動寬帶(eMBB)、海量機器類通信(mMTC)和超可靠低時延(eMTC)。其中，eMBB場景是指在現有移動寬帶業務場景的基礎上，對于用戶體驗等性能的進一步提升，主要還是追求人與人之間極致的通信體驗。mMTC和eMTC則是物聯網的應用場景，但各自側重點不同：mMTC主要是人與物之間的信息交互，eMTC主要體現物與物之間的通信需求。

　　從3GPP Release 13向Release 14的演進過程中，對吞吐量需求不是特別大的聯網終端，如在廣播功能方面，在Release 13中只能支持單路廣播(unicast)，在Release 14中會增加多路廣播(multicast)功能;又如在定位功能方面的提升，可以對其位置進行追蹤。

　　eMTC技術的優勢

　　到2018年非手機聯網終端的出貨量預計將超過50億，物聯網市場作為非常寬泛的垂直市場，落地需要非常強大的連接支撐，基本要求有三點：是連接要無處不在、無時不在;還要有安全保證;同時，要有一個非常完善、充分優化的一個生態系統。所以說，基于LTE的物聯網技術是最佳候選方案，目前有NB-IoT和eMTC。

　　廣覆蓋低功耗物聯網的解決方案存在多種選擇，用蜂窩網承載有三種方式，第一種是基于2G/3G/4G技術，采用與手機相同的終端芯片承載，與手機用戶的能力是一樣的;第二種是局部優化方案，包括eMTC、Cat1、Cat0方式等，能夠降低成本和功耗，增強覆蓋;第三種方式是NB-IoT。

　　再看看如今的LTE市場，截至2016年4月，在全球160多個國家中，超過500家運營商部署了LTE，超過400個廠家發布了超過5000款支持LTE的各種產品。借助過去數年智能手機的蓬勃發展，LTE已經成為最容易獲得且性能最容易保證的無線通信主流技術。相比物聯網的Wi-Fi和藍牙技術，LTE的覆蓋聯接范圍更廣。另外，eMTC可以基于現有LTE網絡直接升級部署，和現有的LTE基站共站址共天饋。eMTC和NB-IoT可以很大程度上復用現在LTE FDD和TD-LTE的網絡基礎設施，因此通過少量的設備投資，網絡就可以對未來的NB-IoT和eMTC進行支持，并不需要重新建一張網。這也是受到各大運營商追捧的原因之一。