一文看懂物联网的无线连接技术eMTC

　　2002年，数字通信重新定义电话，移动通信开始腾飞;2010年，移动技术重新定义计算;而现在，我们在重新定义万物，也就是拓展互联网边界的价值，也就是物联网。物联网拥有非常广泛的应用，从智慧城市，例如照明、停车以及交通，可以被连接并有效地管理;到移动健康，包括病人的诊断、病人情况的跟踪、各种环境监控;到家中水表、电表、煤气等远程的跟踪;到楼宇的安全及智能化、工业自动化的控制;再到零售商业及资产追踪等多种垂直领域和细分市场。目前在3GPP规范中有三种关于物联网的无线连接技术，一种是NB-IoT(窄带物联网)，第二种是ECGSM，第三种是eMTC。ECGSM是基于GSM(2G)技术的，暂且不谈，NB-IoT我们做过详细介绍，今天的主角将是eMTC。

　　eMTC的定义

　　LTE-M，即LTE-Machine-to-Machine，是基于LTE演进的物联网技术，在R12中叫Low-Cost MTC，在R13中被称为LTE enhanced MTC ，即eMTC，旨在基于现有的LTE载波满足物联网设备需求。eMTC基于蜂窝网络进行部署，支持上下行最大1Mbps的峰值速率，属于物联网中速率，其用户设备通过支持1.4MHz的射频和基带带宽，可以直接接入现有的LTE网络。LTE在不断演进的过程中，最新的eMTC和NBIoT都进一步优化了系统的成本、增强了续航能力、扩大了覆盖范围。eMTC的最关键能力在于支持移动性并可以定位，成本只有Cat1芯片的25%，相比于GPRS速率要高四倍。

　　eMTC的特性

　　窄带LTE其中最主要的几个特性。第一，系统复杂性地大幅度降低，复杂程度及成本得到了极大的优化。第二，功耗极度降低，电池续航时间大幅度增强。第三，网络的覆盖能力大大加强。第四，网络覆盖的密度增强。

　　eMTC具备LPWA基本的四大能力：一是广覆盖，在同样的频段下，eMTC比现有的网络增益15dB，极大地提升了LTE网络的深度覆盖能力;二是具备支撑海量连接的能力，eMTC一个扇区能够支持近10万个连接;三是更低功耗，eMTC终端模块的待机时间可长达10年;四是更低的模块成本，大规模的连接将会带来模组芯片成本的快速下降，eMTC芯片目标成本在1～2美金左右。

 物联网R13到R14的演进

　　R14开启了3GPP的5G之旅，未来5G应用将涵盖三大类场景：增强移动宽带(eMBB)、海量机器类通信(mMTC)和超可靠低时延(eMTC)。其中，eMBB场景是指在现有移动宽带业务场景的基础上，对于用户体验等性能的进一步提升，主要还是追求人与人之间极致的通信体验。mMTC和eMTC则是物联网的应用场景，但各自侧重点不同：mMTC主要是人与物之间的信息交互，eMTC主要体现物与物之间的通信需求。

　　从3GPP Release 13向Release 14的演进过程中，对吞吐量需求不是特别大的联网终端，如在广播功能方面，在Release 13中只能支持单路广播(unicast)，在Release 14中会增加多路广播(multicast)功能;又如在定位功能方面的提升，可以对其位置进行追踪。

　　eMTC技术的优势

　　到2018年非手机联网终端的出货量预计将超过50亿，物联网市场作为非常宽泛的垂直市场，落地需要非常强大的连接支撑，基本要求有三点：是连接要无处不在、无时不在;还要有安全保证;同时，要有一个非常完善、充分优化的一个生态系统。所以说，基于LTE的物联网技术是最佳候选方案，目前有NB-IoT和eMTC。

　　广覆盖低功耗物联网的解决方案存在多种选择，用蜂窝网承载有三种方式，第一种是基于2G/3G/4G技术，采用与手机相同的终端芯片承载，与手机用户的能力是一样的;第二种是局部优化方案，包括eMTC、Cat1、Cat0方式等，能够降低成本和功耗，增强覆盖;第三种方式是NB-IoT。

　　再看看如今的LTE市场，截至2016年4月，在全球160多个国家中，超过500家运营商部署了LTE，超过400个厂家发布了超过5000款支持LTE的各种产品。借助过去数年智能手机的蓬勃发展，LTE已经成为最容易获得且性能最容易保证的无线通信主流技术。相比物联网的Wi-Fi和蓝牙技术，LTE的覆盖联接范围更广。另外，eMTC可以基于现有LTE网络直接升级部署，和现有的LTE基站共站址共天馈。eMTC和NB-IoT可以很大程度上复用现在LTE FDD和TD-LTE的网络基础设施，因此通过少量的设备投资，网络就可以对未来的NB-IoT和eMTC进行支持，并不需要重新建一张网。这也是受到各大运营商追捧的原因之一。