蜂窝物联网技术NB-IoT与eMTC的对比探究

陈 扬

（南京大鱼半导体有限公司，江苏 南京 210000）

1 NB-IoT与eMTC技术对比

1.1 关键技术特点的对比

NB-IoT技术具备如下特点，（1）在相同频段下，NB-IoT技术比现有的覆盖面积扩大100倍，网络增益20 dB；（2）NB-IoT终端模块可以达到10年的待机时间；（3）NB-IoT技术在应用时，可以实现一个扇区支持10万个连接的海量连接能力输出，并发挥其低延时敏感度的效果；（4）存在设备能耗低、设备成本低的优点，还可以实现网络架构的优化。

eMTC技术具备如下特点：（1）eMTC技术可定位，且支持移动性；（2）eMTC技术可展开多元化的物联创新式应用，且能够保障其最大峰值速率为1 Mb/s；（3）低成本，维持在Cat-1芯片的25%范围内；（4）速率高，是通用分组无线业务的4倍[1]。

1.2 关键性技术对比

蜂窝物联网技术具备一套系统、完善的业务网络架构，如图1所示。

本文将会从覆盖目标、低成本、低功耗、性能四个方面来对NB-IoT和eMTC技术特点进行对比。首先，覆盖目标方面。与eMTC（MCL155.7 dB）相比，NB-IoT（MCL164 dB）可以高出8 dB左右。NB-IoT和eMTC技术采用重复发送进行覆盖，可以有效提高覆盖面积，共享系统带宽和发射功率，并借助跳频和重复发送来加强覆盖效果。NB-IoT和eMTC技术的区别在下行方向的独立配置上有所差异，并受到LTE功率的限制。因此，在保护带和带内部署模式下，NB-IoT技术要经历多次重传次数才可以实现与独立部署相匹配的覆盖水平。其次，低成本方面。NB-IoT和eMTC技术都是借助低带宽、低速率的方式来实现降低芯片处理复杂度的效果；对于减少协议栈处理开销具有重要意义；同时，还可以实现降低成本的效果。实际上，NB-IoT技术覆盖范围更广、成本更低、能耗更少，并且还可以实现对时延不敏感的领域的应用。而eMTC技术速率相对较高，支持语音和切换，在时延敏感型和高可靠业务中得到应用。再次，低功耗方面。NBIoT和eMTC技术可以通过扩展的不连续接收、省电模式和延长周期定时器等方式来实现低功耗的目的。最后，性能方面。NB-IoT技术在成本、连接数、覆盖等方面具有相对比较优的性能，但是无法满足中高速率、中高速移动性、语音等业务需求，如视频监控、物流追踪及手环等应用。eMTC技术在初期模组及覆盖成本上稍逊于NB-IoT技术，但其存在着移动性高、峰值速率高、语音能力强等优势[2]。

1.3 应用场景对比

在蜂窝物联网技术发展过程中，虽然NB-IoT与eMTC技术具有相似的技术特点，但是也存在明显的优劣。目前，NB-IoT技术可以发挥其低功耗、强覆盖、低成本的价值，并在不移动性管理和上下行速率比较低方面具有较强的竞争力，但是其却要求需要对网络侧硬件进行升级。而eMTC技术可以与NB-IoT技术达成互补发展，其可以提供更好的移动性管理、更高速率。在具体应用方面，NB-IoT与eMTC技术没有明显的优劣之分，此时需要结合具体场景来进行相关技术的选择。通常，在移动性对比、峰值速率高低以及语音能力强弱等方面，eMTC技术要比NB-IoT技术具有更强的性能，可以得到广泛应用，如智能穿戴、智能物流、室内移动、行车卫士、电梯卫士及健康监测等。同时，在小数据量、低速率、低移动性、低成本等应用场景中最好选择NBIoT技术，可以有效地发挥其各方面的性能，具体如智慧物流、智能停车、智能路灯、环境监测及表类业务等。

2 NB-IoT与eMTC技术部署对比

现阶段，NB-IoT技术在我国得到了快速的发展，整个产业从模组、终端、芯片到云计算平台、运营商网络等多个领域得到了应用，并明确商用的具体目标和方向。目前，我国是全球最大规模的NB-IoT市场，中国移动和中国联通对网络建设进行了完善，中国电信实现了全网覆盖NB-IoT网络。虽然三大运营商针对eMTC技术尚未明确具体的发展路线，但是已经开展了一系列的筹备工作，并进行了相关测试。与NB-IoT技术相比，eMTC技术发展要滞后一些。

实际上，NB-IoT技术目前正在中国移动FDD制式中被应用，由此，在推动其商用时，需要找到能够与其配比的最佳互补组合，达成技术互补，推动技术的协同发展。在对NB-IoT和eMTC技术进行部署的过程中，需要对物联网接入技术标准给予考虑，同时还需要对频段的分配、标准的成熟度、项目成本、网络建设难度等因素给予综合考虑。NB-IoT与eMTC技术的部署对比，如表1所示。

表1 NB-IoT与eMTC技术部署对比

3 结 论

蜂窝物联网技术是信息化时代多学科相互交融的复杂系统工程，而NB-IoT和eMTC技术的出现在一定程度上推动了蜂窝物联网技术的发展。现阶段，随着行业的逐步融合，要想更好的提高物联网行业的市场竞争力，提高其技术水平，就需要做好NB-IoT和eMTC技术的对比工作，对其优异的技术特点要给予借鉴，对其存在的缺陷和不足要给予进一步优化。