目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游都在大力推廣低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）,，如NB-IoT,、LoRa、SigFox以及RPMA等,，種類甚至比近距離通信技術(shù)還要多,。不過，在這些LPWAN技術(shù)中,，工作在3GPP（Third GeneraTIonPartnership Project）授權(quán)頻譜的只有3 種,，分別是eMTC，NB-IoT和EC-GSM-IoT,。

這些授權(quán)頻段下的低功耗廣域網(wǎng)最大的優(yōu)勢(shì)是可以通過已有的站址進(jìn)行大規(guī)模覆蓋,，那它們各自又有什么特點(diǎn)呢？

eMTC

覆蓋：比GPRS提升15dB

結(jié)點(diǎn)數(shù)：?jiǎn)屋d波10萬個(gè)

功耗壽命：5Wh電量下,，至少10年

速率：上下行峰值 1Mbps

頻段：LTE

帶寬：1.08MHz

eMTC的全稱是LTE enhancements for Machine Type CommunicaTIons,。為了適應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下海量的低成本低帶寬的終端接入，3GPP的專家組一方面保留了原有LTE協(xié)議對(duì)硬件環(huán)境的兼容性,，另一方面針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的特殊應(yīng)用場(chǎng)景刪掉了高速傳輸?shù)炔槐匾母郊幽芰?，最終在LTE的基礎(chǔ)上裁剪、優(yōu)化得到了eMTC,。

“eMTC”這一提法在3GPP發(fā)布的Release 13中被正式確定,，在此前的版本中曾被稱為L(zhǎng)ow-Cost MTC和LTE-M（即LTE-Machine-to-Machine）。未來eMTC還會(huì)根據(jù)技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景的發(fā)展隨著LTE協(xié)議族共同演進(jìn),。

在Release 13中定義的eMTC支持1.08MHz的射頻和基帶帶寬,，比GPRS的覆蓋范圍提升了15dB，每個(gè)載波最多可以支持10萬個(gè)設(shè)備連接,，并且可以直接接入現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò),，同時(shí)兼容FDD和TDD兩種技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。更重要的是,，由于兼容LTE,，eMTC還可以支持VoLTE（Voice Over LTE）語(yǔ)音技術(shù)，未來或許將被應(yīng)用到各種智能硬件之中,。

此外,，eMTC還支持上下行最大1Mbps的峰值速率，遠(yuǎn)超GPRS,、NB-IoT以及LoRa等其他技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),。而且，為了適用于物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景,，兼容eMTC協(xié)議的終端模塊還被要求能夠在5Wh的電量下待機(jī)超過10年,，并且目標(biāo)成本要求控制在1~2美金之間，在功耗和成本上針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用做了充分的考量,。

今年1月,，韓國(guó)KT電信集團(tuán)已經(jīng)聯(lián)手諾基亞完成了eMTC標(biāo)準(zhǔn)的首次試運(yùn)行,。

NB-IoT

覆蓋：比GPRS提升20dB

結(jié)點(diǎn)數(shù)：?jiǎn)屋d波20萬個(gè)

功耗壽命：5Wh電量下，10年

速率：下行峰值250Kbps,；上行單通道峰值20Kbps,，多通道250Kbps

頻段：LTE，LTE邊緣,，獨(dú)立頻段（例如GSM）

帶寬：180KHz

NB-IoT的全稱是Narrow Band Internet of Things,。相對(duì)于eMTC而言，其主要特點(diǎn)是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行了更深入的優(yōu)化,，在保證通信的同時(shí)進(jìn)一步降低了網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷,。

NB-IoT針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的深度優(yōu)化主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一個(gè)是增加了覆蓋率，一個(gè)是提升了系統(tǒng)容量,。根據(jù)3GPP的介紹,，NB-IoT通過降低編碼率大幅提高了系統(tǒng)的解調(diào)效率，而且降低了單一設(shè)備的信號(hào)發(fā)射功率（協(xié)議規(guī)定最大為200mW,，5Wh的電量下要求至少待機(jī)10年）,，降低了上傳和下載的最高速率水平（上傳和下載速率最高只能達(dá)到250Kbps），整體上比GPRS的覆蓋范圍增加了20dB,，每個(gè)載波最多可以支持20萬個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接。除此之外,，根據(jù)容量需求,，NB-IoT還可以通過增加更多載波的方式來擴(kuò)大系統(tǒng)承載規(guī)模，具備利用單一基站一次性支持?jǐn)?shù)百萬個(gè)物聯(lián)網(wǎng)連接的能力,。

部署方式上,，NB-IoT并不像eMTC那樣單純基于LTE，而是同時(shí)支持三種不同的部署方式,。第一種是Standalone,，這種方式使用一段獨(dú)立的頻帶，優(yōu)點(diǎn)是不會(huì)形成干擾,，簡(jiǎn)單直接,。第二種是Guard Band，利用LTE頻帶邊緣的保護(hù)頻段,，優(yōu)點(diǎn)是不需要獨(dú)立頻帶,，缺點(diǎn)是信號(hào)強(qiáng)度較弱，而且容易與LTE系統(tǒng)發(fā)生干擾,。第三種是In Band,，即直接使用一段LTE頻帶的空閑波段，完全兼容于LTE,。

之所以NB-IoT擁有如此復(fù)雜的部署方式,，源于其本身復(fù)雜的出身,。NB-IoT的技術(shù)來源主要包括兩個(gè)部分：一個(gè)是由諾基亞、愛立信和英特爾等公司提出的NB-LTE（Narrowband-LTE）技術(shù),，另一個(gè)是華為和沃達(dá)豐（Vodafone）提出的NB-CIoT（Narrowband Cellular IoT）技術(shù),。前者是基于LTE技術(shù)的簡(jiǎn)化，可以與現(xiàn)行的LTE標(biāo)準(zhǔn)兼容,；而后者幾乎是一個(gè)重新的設(shè)計(jì),，完全基于物聯(lián)網(wǎng)專門定制。在2015年9月的討論會(huì)議上,，NB-CIoT和NB-LTE兩種技術(shù)達(dá)成了統(tǒng)一,，即今天的NB-IoT。

在國(guó)內(nèi),，華為是NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)的主要推動(dòng)者,。2015年底，華為聯(lián)合主流運(yùn)營(yíng)商,、設(shè)備廠商,、芯片廠商和相關(guān)國(guó)際組織在內(nèi)的21家產(chǎn)業(yè)巨頭，在香港成立了GSMA NB-IoT Forum產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,，其中有六家運(yùn)營(yíng)商成員還宣布,，將聯(lián)合華為在全球成立六個(gè)NB-IoT開放實(shí)驗(yàn)室，聚焦NB-IoT領(lǐng)域的研發(fā)和驗(yàn)證,。目前中國(guó)聯(lián)通已經(jīng)在上海建成了全球首個(gè)NB-IoT的技術(shù)示范點(diǎn),。

EC-GSM-IoT

覆蓋：相比普通GPRS，在33dBm功率水平下,，提升20dB

結(jié)點(diǎn)數(shù)：?jiǎn)位?萬個(gè)結(jié)點(diǎn)

功耗壽命：5Wh電量下,，至少10年

速率：GMSK調(diào)制下達(dá)到70-350Kbps的上下行峰值；8PSK調(diào)制方式下達(dá)到240Kbps上下行峰值

頻段：GSM

帶寬：?jiǎn)瓮ǖ?00KHz,，典型系統(tǒng)總帶寬2.4MHz

EC-GSM-IoT全稱為Extended Coverage-GSM-IoT,。從名字可以看出，EC-GSM-IoT和GSM網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)有這緊密的聯(lián)系,，它是GSM的延伸技術(shù),，它可以直接利用GSM的基站來進(jìn)行通信。

按照3GPP的說明,，EC-GSM-IoT在GMSK的調(diào)制方式下可以達(dá)到70-350kbps的上下行速率,，8PSK調(diào)制下的速率則可以達(dá)到240kbps。3GPP同樣要求符合EC-GSM-IoT標(biāo)準(zhǔn)的終端模塊能夠在5Wh的電量下至少待機(jī)10年,。EC-GSM-IoT的單基站容量最多可以達(dá)到5萬個(gè)結(jié)點(diǎn),，相比普通GPRS，在33dBm功率水平下的覆蓋范圍提升了20dB,，這一點(diǎn)與NB-IoT相當(dāng),。

此外,，為了更適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，相對(duì)于原有的GSM技術(shù),，3GPP的專家組還增強(qiáng)了EC-GSM-IoT標(biāo)準(zhǔn)的身份認(rèn)證,、完整性校驗(yàn)、密保強(qiáng)度和設(shè)備識(shí)別能力等一系列的安全特性,。

EC-GSM-IoT理論上完全兼容于現(xiàn)有的GSM,，現(xiàn)有的GSM基站只需要進(jìn)行簡(jiǎn)單的軟件升級(jí)就可以適用于符合EC-GSM-IoT標(biāo)準(zhǔn)的智能設(shè)備，因此部署起來相對(duì)容易,。

2016年2月,，愛立信聯(lián)合法國(guó)Orange電信和英特爾共同建成了全球首個(gè)EC-GSM-IoT技術(shù)示范點(diǎn)。在隨后的MWC 2016上,，愛立信還專門展示了自家的EC-GSM-IoT技術(shù)范例,。

總結(jié)

可以說，這三種低功耗廣域網(wǎng)都各有優(yōu)缺點(diǎn)：基于LTE的eMTC,，上下行速率可以達(dá)到1Mbps,，速度最快；而NB-IoT,，上下行速率可以達(dá)到250Kbps,，適用于分布廣泛、類別龐雜,、通信需求不高的各種底層智能設(shè)備,；基于GSM的EC-GSM-IoT，上下行速率與NB-IoT相當(dāng),，最便于部署和推廣。但與此同時(shí),，市場(chǎng)上的一些非授權(quán)頻段的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也在逐漸崛起,，如LoRa、SigFox以及RPMA等,，不少企業(yè)各自為政,，因此物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域廣域網(wǎng)的搭建或許很難在短期內(nèi)形成一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。