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NB-IoT与eMTC协议各自有什么优势

时间:2020-07-09浏览:1590

物联网和云计算作为未来信息基础设施,云网融合、大数据和人工智能技术在基础设施建设浪潮的助推之下,技术进步日新月异。蜂窝物联网NB-IoT和eMTC两种技术的出现,大力推动了社会发展,为人们带来更多便利。下面对蜂窝物联网技术NB-IoT与eMTC作一个对比。


  如表1所示,其详细列出关键参数,包含带宽、双工方式、功率等级等,并依据表中的关键参数进行比较。


NB-IoT,eMTC协议

  NB-IoT与eMTC虽然都是低功耗微蜂窝通信技术,但在带宽、速率、覆盖增强及移动性上还是存在明显的差异。由上表可看出,NB-IoT的带宽、速率均低于eMTC,而且eMTC支持连接态的切换,终端在不同的小区间移动时业务传输不中断,更适用于语音通话、物流追踪等业务场景。另一方面NB-IoT的覆盖与功耗要优于eMTC,更具适应性,芯片的成本更低。

  

关键技术特点的对比


  1、NB-IoT技术特点


  NB-IoT具备的低功耗、广覆盖、低成本、大容量四大特点:


  ①NB-IoT终端模块的待机时间可长达10年。

  ②在同样的频段下,NB-IoT比现有的网络增益20dB,覆盖面积扩大100倍。

  ③具备支撑海量连接的能力,NB-IoT一个扇区能够支持10万个连接,并支持低延时敏感度。

  ④追求更低的设备成本、低设备功耗和优化的网络架构。



  2、eMTC技术特点

  

eMTC技术的特点是广覆盖(相对于LTE15dB的覆盖增强)、低成本、低功耗、支持海量连接。

eMTC

  ①eMTC可以支持丰富、创新的物联应用,其支持上行/下行最大1Mbit/s的峰值速率。

  ②可定位,eMTC支持移动性。

  ③低成本,目标是Cat1芯片的25%。

  ④可以有更高的速率,相比通用分组无线业务提升4倍。


  3、NB-IoT和eMTC的关键技术对比


  同属于蜂窝物联网的NB-IoT和eMTC有着共同特征,现从覆盖目标、低功耗、低成本三个方面进行技术特点对比:


  ①在覆盖目标上,NB-IoT(MCL164dB)比eMTC(MCL155.7dB)高8dB左右。NB-IoT和eMTC均采用了重复发送的方式来增强覆盖,eMTC与LTE共享发射功率和系统带宽,在功率谱密度上无增强,主要通过重复发送和跳频来实现覆盖增强。在上行方向,两种模式基本没区别。但是在下行方向,NB-IoT只有独立部署的功率可独立配置,带内和保护带部署模式的功率均受限于LTE的功率,因此,在带内和保护带部署模式下,NB-IoT需要更多重传次数才能达到与独立部署模式下相当的覆盖水平。

  ②在低功耗上,NB-IoT和eMTC采用相同手段,一般通过省电模式、扩展的不连续接收和延长周期定时器实现。

  ③在低成本上,NB-IoT和eMTC手段是一致的,都是通过低速率和低带宽来降低芯片处理的复杂度或者通过减少协议栈处理开销、单天线和频分双工、半双工模式以降低成本。由对比可知NB-IoT的特点在于更深的覆盖,更低的功耗和成本,适合低功耗、深度覆盖、对时延不敏感的业务。


  覆盖能力的对比


  加强网络覆盖能力、提高覆盖率或减少站址密度可以降低网络成本。因此覆盖半径也是NB-IoT和eMTC对比的重点之一。若在同等环境下,以城镇为例,通过模拟计算,最高的NB-IoT覆盖半径约2.65km,而eMTC覆盖半径只有2km左右。通过比较,eMTC覆盖半径只有NB-IoT覆盖半径的75%左右,NB-IoT拥有更深的覆盖能力。因此覆盖率、上行速率目标、干扰余量、穿透损耗、物联网终端功耗等影响覆盖半径的因素都是我们实际在做NB-IoT和eMTC网络规划时应综合考虑的地方。


  应用场景的对比


  NB-IoT与eMTC技术有着相辅相成的关系。它们的技术特点类似的同时又有着明显的各自优劣。综上所述现阶段NB-IoT技术在提供更强覆盖、更低功耗、更低成本的同时却无法进行移动性管理,上下行速率过低,同时需要网络侧进行一定程度的硬件升级才能够支持。而反观eMTC技术与NB-IoT技术正好互补,在提供更高速率、更好的移动性管理同时又带来了覆盖以及成本的问题。因此这两种技术没有优劣,只能根据实际工作场景来选择最适合的技术。


  在峰值速率、移动性、语音能力方面eMTC技术优于NB-IoT技术,适合于传输速率较快、具备移动性以及语音能力的应用场景,例如电梯卫士、行车卫士、智能物流、智能穿戴、健康监测、室内移动应用等。另一方面在低速率、小数据量、成本低且移动性要求较低的应用场景就应该选用NB-IoT技术,因为其在覆盖、功耗、成本、连接数等方面有着更好的性能,例如智能路灯、智慧物流、智慧消防、表类业务、智能停车、环境监测等。


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