《LTE与5G助力超互联物联网发展》

  • 来源专题:宽带移动通信
  • 编译者: wangrk
  • 发布时间:2017-01-19
  • 作为业内贸易组织和美洲5G与LTE的发声者,5G美洲今日发布LTE与5G技术助力物联网发展报告。该报告旨在研究3GPP全球标准机构所规定的关键无线技术,为物联网(IoT)创建强有力的生态系统,与LTE共建起潜力无限的全球移动宽带市场。

    物理世界的各种物体正以史无前例的方式与人们、其他物体通过网络相互连接,为了描述其未来发展前景,人们创造了物联网(或者万联网)这个词汇。被LTE和未来的5G技术解决的物联网案例均有以下特征:大规模或者是极个别。当然,也有很多非极端的案例,其中许多都已经运行在当今的2G、3G和4G移动无线连接网络上了。

    5G美洲主席Chris Pearson表示:“行业转型已经势在必行了,全球各地都已经开始了发展的步伐,包括互联网的持续爆炸式增长、对移动设备的大量利用以及迸发出的无数创新提议。我们对物联网的设想正在逐步成为现实,即任何受益于互联网的行业都会开始转型,物联网首当其冲。这种转型属于自然发展规律。”

    该报告详解了3GPP的一些发展成果,包括增强型机器类型通信(eMTC)和窄带物联网(NB-IoT),这些技术都将为广泛的物联网案例提供绝佳平台。利用3GPP规定的LTE增强型技术,例如增强型机器类型通信(eMTC)、窄带物联网(NB-IoT)和动力管理机制,可以利用已经成型的全球生态系统和LTE规模经济。由于GSM是被最多部署的蜂窝技术,而世界范围内大部分机对机通信(M2M)移动互联都使用的是2G M2M,因此报告还强调了3GPP针对GSM网络的物联网创新,即增强覆盖GSM物联网(EC-GSM-IoT)。

    物联网的主要目标,即降低设备复杂性和成本、扩展覆盖范围以支持室内和远程应用、实现灵活性部署、增加容量、延长电池寿命等,将通过蜂窝连接实现。未来物联网的关键发展方向包括:

    安全。与现有LTE网络类似,增强型机器类型通信(eMTC)和窄带物联网(NB-IoT)支持最先进的3GPP安全性,同时具有认证,信令保护和数据加密等功能。

    可扩展性。蜂窝网络可用于处理大量移动宽带流量,而来自大多数物联网应用的流量将相对较小并且容易被吸收。运营商能够从启动阶段为物联网应用提供连接,并在总体拥有成本(TCO)较低、额外投资有限时实现业务增长。在许可频谱中的操作还提供可预测和受控的干扰,使得使用频谱来支持大量设备的操作卓有成效。

    多样性。蜂窝连接提供了多样性,可在单一网络中满足各种应用的不同需求。蜂窝网络可以解决大规模到极个别物联网案例中的一切需求。

    连接要求。为了满足新兴大规模物联网段的新连接要求,3GPP在网络侧和设备侧采取了渐进的步骤。在3GPP第13版本中解决的关键改进领域是:设备成本、电池寿命、覆盖和对大量IoT连接的支持。

    许可频谱。在许可频谱中的操作还提供可预测和受控的干扰,能够有效地使用频谱来支持大量设备。

    成熟生态系统。蜂窝移动行业代表着一个庞大而成熟的生态系统,其中包括芯片组、设备和网络设备供应商、运营商、应用提供商和许多其他公司以及3GPP标准化论坛,为未来的发展提供广泛的行业支持。

    本文中还特别做出了比较研究,针对两种未授权的物联网技术与3GPP指定的用于GSM与LTE物联网的技术,此外还探讨了5G未来的路径。

    爱立信无线接入网络业务开发副总裁兼白皮书联合负责人Andreea Timberlake向我们透露出了工作组的结论:“3GPP无线技术有着强大的技术优势,该优势将继续提高LTE基础设施的能力以应对未来的大规模物联网市场,5G加入物联网市场将指日可待。

    在第14、15及其后版本中,3GPP标准旨在解决所有业务瓶颈,实现5G和大规模IoT市场的愿景,数十亿设备和传感器遍布市场,现实世界将由这些数字设备所代表。而这一切都是以低成本的设备、足够长的电池寿命、无处不在的网络覆盖和创新型业务应用程序所驱动的。5G承诺,具体物联网的应用是有可能的,只要实时控制和自动化各种领域的动态过程,如车对车(V2V),车对基础设施(V2I),高速运动和过程控制。启用所需性能的关键在于低于毫秒的网络延迟和超高的可靠性。两者都是3GPP在定义5G、NR新型无线接口过程中的必经之路。而5G网络架构就旨在满足这两种物联网场景。

    5G美洲通信部主管Vicki Livingston补充说:“总之,3GPP标准旨在将创新引入现有的4G网络,并将其纳入5G的初始过程,以便在短期内将更多的物联网服务推向市场,而不需要先大规模开展网络构建。”

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    • 编译者:wangxiaoli
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    • 贝尔维尤,华盛顿,2017年12月6日。5G美洲,代表美洲的5G和LTE发声的行业贸易协会,今天宣布出版《LTE的进步引导5G海量物联网发展》,此书主要来概述技术进步。它将支持可穿戴设备、医疗保健、联网车辆以及更多的物联网的市场增长。预计该市场将成为电信行业及其即将到来的下一代的主要业务驱动力。物联网将需要其各种使用案例的新技术要求。最近,业界已经创造了“海量物联网(MIoT)”这个术语,指的是可能会有数百亿的设备或机器的连接,这将需要在LTE标准中进一步定义,然后是5G。 “美国的一些移动电话服务提供商已经增加了更多的物联网连接,而不是移动电话连接。并且,3GPP在为跨多行业成功部署多种服务而确定标准所作出的努力,将有助于消费者和企业获取更多的成功”高通科技的技术营销部门人事经理Jean Au指出,她也是5G美洲所出版白皮书《LTE的进步引导5G海量物联网发展》的联合负责人。 如今,低功耗广域(LPWA)已经引起人们的关注,预计到2020年,诸如LTE-M(机器)和窄带物联网(NB-IoT)等基于蜂窝的技术将成为主流的LPWA标准。运营商可以根据自己的频谱组合、传统网络以及其所提供服务的需求,从数种蜂窝式物联网(CIoT)技术中进行选择。 LTE-M是增强型机器类型通信(eMTC)LPWA技术的商业术语,与NB-IoT一同发布在3GPP Release 13中。这两种技术将在后续版本中继续发展。它们得到了绝大多数主流移动制造商的支持,可以与2G、3G和4G蜂窝网络共存。由于它们是3GPP标准化的,并且运行在许可频谱上,因此与具有诸如电信级安全性等技术特性的非蜂窝物联网技术相比,它们具有明显的优势。 物联网的一般要求是低成本、高能效、无处不在的覆盖面和可扩展性(具有支持网络中大量连接的机器的能力)。在3GPP Release 13标准中,eMTC和NB-IoT均满足一般的物联网需求:它们支持带内或保护带操作;降低设备成本和复杂度;在网络中可以支持大量的物联网设备;延长电池寿命。2017年推出的3GPP Release 14中,引入了增强型移动性能、VoLTE(Voice over LTE)、支持更高的数据速率、广播(增强型组播下行链路传输)和改进的定位能力,以及CIoT的其他创新技术。 “鉴于4G已被设备激增、带宽需求旺盛的移动服务和动态信息访问所驱动,5G也将被物联网应用所驱动,”5G美洲通讯部负责人Vicki Livingston表示,“在未来IoT的使用案例范围将很广,目前市场正在向海量物联网部署和更先进的解决方案扩展,这些可被归类为关键物联网”。 为了达到3GPP定义的每平方公里拥有100万设备的大规模,移动网络必须更有效地支持最简单的设备。这些设备不常通信,并且能源效率极高,以便能提供极长的10年电池寿命。这一要求将适用于低能耗和良好覆盖率的低成本设备。另外,关键物联网的应用程序将对可靠性、可用性和低延迟提出很高的要求,这可以通过LTE或5G功能来实现。调制解调器成本的下降,不断发展的LTE功能和5G功能预计都会扩展关键物联网部署的应用范围。然而,在这两个极端之间存在许多用例,它们如今依赖于2G、3G或4G连接。 “网络连接对物联网来说至关重要,目前有许多无线接入技术在应用。然而,考虑到各种各样的用例、环境和需求,没有一种单一的连接技术或标准能够充分服务于所有的用例,因此,多种3GPP蜂窝技术标准的发展可以迎合未来。3GPP正紧随物联网的发展,以满足市场需求”5G美洲总裁Chris Pearson表示。 《LTE的进步引导5G海量物联网发展》是由诺基亚贝尔实验室的高级标准经理Betsy Covell、高通科技技术营销部人事经理Jean Au以及来自5G美洲理事会各成员公司的代表共同撰写,他们参与了本白皮书的制定。本白皮书可免费下载。
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