为5g铺平道路

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1、为5G铺平道路　　根据来自于HarbourResearch的信息，2014年IoT设备出货量估计达到20亿，2020年其出货量预计将超过70亿。只有在具有低成本的通信网络和无线设备可用的情况下，这一点才能够实现。通过应用Bluetooth、ZigBee、Wi-Fi或蜂窝网络等无线技术，几乎全球任何地区的任何物体都能够快速、可靠地连接至互联网。当前最新的蜂窝技术，LTE-M和NB-IoT将对物联网的成功普及产生至关重要的作用。　　多数应用采用了在免授权频段中运行的局域网技术。与此相反，依赖于移动性或全球性接入的

2、应用主要利用了卫星技术及第二代和第三代蜂窝移动无线技术。此处仅列举几个典型实例：车队管理、集装箱跟踪、咖啡自动售货机或ATM服务、个人健康监测。在大多数情况下，这些应用所产生的数据流量较少，通常仅需SMS服务即可实现传输。目前约60%的蜂窝IoT设备采用了第二代移动通信技术，例如GPRS。在未来几年内，尤其随着人们对更高的数据率和长期网络可用性的需求日益增长，第三代移动通信技术将逐渐占据重要地位。采用LTE的第四代移动通信迄今为止所发挥的作用不甚明显。　　因为LTE主要针对移动宽带市场进行了优化，所以IoT对

3、4G技术需求很少。此外，与GSM调制解调器相比，LTE调制解调器的成本仍然相对较高。然而，LTE的某些特征使其愈发引人注目。全球可接入性就是其中一个特征。据全球移动通信系统协会（GSMA）所提供的信息，至2015年59月，422家运营商已在146个国家/地区提供了商业LTE服务。LTE的长期可用性是另一个使其充满吸引力的原因。越来越多的蜂窝运营商宣布，他们将不再支持第二代移动网络。因此，人们必须转换至最新技术。为了更适应于M2M市场，在成本和功耗方面进行了优化的首个LTE芯片组已可用。LTE在频谱效率、时延和

4、数据吞吐量方面提供了其他技术优势。　　在对3GPP标准进行定义的早期阶段，人们已经认识到了针对IoT市场优化解决方案的必要性，所以针对机器类型通信（MTC）的具体改进层出不穷。例如，委员会已在Rel.10/11中定义了一些特征以防止海量IoT设备导致移动网络过载。网络运营商需要时刻做好充分准备，以应对数千台设备同时连接至网络。这种情况可能会出现在突发事件之后，例如，停电后电网恢复。人们已引入了过载机制和减少信令流量的选项来处理这类事件。许多IoT应用（例如，传感器网络）很少发送数据且不需要精确到秒的操作。　　

5、Rel.10和Rel.11中引入的这些流程在不影响移动宽带服务的情况下可确保目前和未来的IoT应用和设备在蜂窝通信网络内可靠且稳定地运行。　　目前，唯一缺少的是为低数据流量、低功耗和低成本的IoT设备而进行优化的解决方案。委员会已开始在Rel.12中制定此类解决方案。然而，人们很快发现没有一个单一且简单的解决方案适用于所有的应用场景。集装箱跟踪、垃圾桶管理、智能仪表、农业传感器以及运动和个人健康追踪器等应用的对技术的要求非常多样化。因此，Rel.12主要侧重于低功耗和低成本调制解调器。得出的结果为节能模式5（

6、PSM），其对于电池供电型设备和新的LTE0类设备来说尤为重要，其复杂度应当仅有1类调制解调器的一半。　　节能模式（PSM）　　PSM流程会在数据链路终止后或在定期跟踪区域跟新（TAU）过程完成后开始。首先，设备将进入正常的空闲模式，在该模式下定期切换至接收模式，以便接收消息。所以，设备可通过寻呼保持可用状态。在定时器T3324到达设定时间后，进入PSM。在该模式下，设备可随时发送消息，因为其在网络上保持注册状态。然而，由于前端已关闭，所以即使通过寻呼设备也不可用。因此，PSM只适用于很少向设备发送数据，且数

7、据量极少的传感器网络。该流程不适用于需要传感器快速作出响应或对响应时间要求很高的应用。采用PSM的应用必须容忍该行为且必须为空闲模式和节能模式设计最佳定时器值。端到端的测试对于将应用行为匹配至网络行为来说是必不可少的。　　低成本的0类LTE设备　　0类的引入首次允许价格大幅降低的LTE调制解调器（适用于M2M市场）的尝试。理想情况下，此类调制解调器的功耗也较低。为了达到这一目标，通过将支持的数据率降至1Mbps以降低调制解调器的复杂性。从而最大限度减少对处理功率和内存的要求。制造商也可摒弃全双工模式和多天线。

8、因此，设备无需采用双工滤波器，否则就需要双工滤波器去防止发射机和接收机之间的干扰。　　0类设备现在仍处于开发中，可能将在2016年推出。　　LTE-M的进一步发展5　　LTE-M已经迈出了第一步。Rel.13包含其他降低成本的措施，尤其是降低上行链路和下行链路的带宽，降低数据率以及降低发射功率。　　同时也在计划进一步降低功耗。这将对无法使用PSM的应用产生一定影响，因为即使设备自身不传输数据，但至少