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物联网LTE R13版强化MTC技术 新增Cat.M/NB-IoT规格

2016-03-07 09:17
九一隐士
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  机器类型通讯(MTC)是实现机器对机器(M2M)应用,达成万物互连的关键技术,因此3GPP在今年将制定完成的第十三版LTE标准中,提出Cat.M与窄频物联网(NB-IoT)两项新规格,期让LTE达到更低功耗、成本和资料率,满足大量机器间的通讯需求。

  现今无线通讯发展飞快,全球4G无线通讯,发展得如火如荼,人们对于行动通讯、影音传输或终端应用的需求日与俱增,所到之处网路无所不在,因此即便4G还再 持续扩展布建时,5G的世代也宣告即将到来,当中所含的商机更是无限,在国内,经济部预计6年后,国内通讯业产值可达2千亿美元,因此为了迎接这庞大的通讯蓝海,各国无不积极的要抢先一步占得先机,纷纷投入许多资源及研究,对于下一代5G通讯进行规划和开发,想掌握其中的关键技术及专利,以提高被 3GPP(3rd Generation Partnership Project)标准采纳的机会,俾助国内通讯相关产业未来的发展。

  5G通讯性能大跃进

  在3GPP R12版本将标准称作LTE-A(LTE-Advanced),在过去的3年大大地促进了整个无线通讯产业的高速发展,截至2015年9月,全球已经建成 LTE-A网路达95张,1/3的LTE终端同时也支援LTE-A。而在今年2016将订定完成的R13版本,3GPP将其标准称为LTE- Advanced pro,被视为与未来5G的衔接版本,LTE-Advanced pro的目标是为了保持与LTE/LTE-A的向后兼容性(图1),比先前的版本进一步提高传输速度、扩大系统容量及降低延迟等,作为进入5G前的演进版 本。

图1 LTE各版本演进

  在产业发展迅速的情况下,用户端的各样应用也随之增加,在面对全球用户对于数据传输与网路容量需求越来越高的状况下,5G网路便因应而生,5G提出低延迟、 高传输、低耗能、大连结等特性,5G行动通讯预计在2020年全球将有500亿个终端产品具备上网功能,整体系统容量(Capacity)需求也较4G增 加1000倍以上,并且其传输延迟必须小于1ms,因此下一代5G通讯的效能提升及技术挑战势必比先前更加严峻,与4G网路速度相比较,用5G网路下载一 部高清的电影约只需要1秒钟上下,且随着智慧型手机、智慧家电、智慧工厂、可穿载设备这些应用型终端的大量出现,越来越多的工作和生活都需要透过智慧终端 来解决,因此,对大流量的资料传递以及高密度的连结需求变得越来越大,必要有新的技术来因应这样的需求,5G网路不仅拥有更快的传送速率,高传输、低延 迟、高可靠、低功耗等特点,皆让其拥有更高的性能表现。最重要的是,它是基于未来发展物联网(Internet of Things, IoT)的网路技术。

  5G关键技术剖析

  5G的标准制定预计将在2016进行,在2020年预估相关产品将可步入 商用阶段,各国也已经开始提出各样技术,要满足未来5G世代的通讯需求,其中的关键技术如LTE辅助授权接入(Licensed assisted access, LAA)、LTE机器类型通讯(Machine type communication, MTC)、Massive MIMO(Multiple input multiple output)、3D/FD-MIMO(FD, Full Dimension)、FDD/TDD混频载波聚合(Carrier aggregation, CA)等,都是为了5G所提出的关键技术,使其可以达到高传输、大连结、低延迟等特性,在3GPP标准也陆续订定这些技术的规范,其中MTC更是在未来进 入5G通讯不可或缺的技术(图2)。

图2 5G系统概况

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