低功耗蜂窝物联网大爆发，探索NB-IoT与eMTC在市政公用事业中的应用

　　正如此前所说的，迎接智慧城市的挑战并不意味着需要将整个城市“改头换面”，也许在现有基础设施之上，为各种设备添加连接能力或者局部部署智能方案，便能实现对资源的管理、完成城市智慧化的目标。

　　为了更好的实现这一目标，3月21日，美国高通联手物联网智库及全国低功耗广域网络产业联盟在杭州物联网小镇发起了一场主题为《低功耗蜂窝物联网在市政公用事业中的应用》的线下沙龙，本次活动邀请了众多智慧城市产业链上下游企业共同参与，包括新华三集团、华立科技、杭州中瑞思创、厦门矽创微电子、广州鲁邦通及优橙科技，深入探讨了低功耗广域网在智慧城市中的应用实践。

　　从多个维度看eMTC与NB-IoT

　　物联网的快速增长正推动一个智能的、由蜂窝技术实现联网的机器和万物组成的、巨大的全新生态系统，并由此带来各式各样的连接需求。作为3GPPRelease13中确定的全新窄带物联网技术，eMTC与NB-IoT能够在运营商部署LTE时与之并存，两者都可通过少量的设备投资，网络就可以实现对eMTC和NB-IoT的双模支持，从而更高效、快速地支持物联网的演进与发展。

　　虽然两者有着同样的优化目标，即达到低功耗、深覆盖、低成本，但并不意味着两者之间没有任何区别。就在这次的活动上，高通产品市场总监南明凯博士就从多个维度对eMTC和NB-IoT进行了分析：

　　LTE支持万物互联，那么最需要解决的最大几个问题：降低复杂度、降低成本、降低功耗、提高电池寿命，并增加网络覆盖。Cat-M1(eMTC)和Cat-NB1与以前Cat.4的网络相比在以上方面有一个很大的提升，它通过将能量集中在很窄的频谱里，或者通过一些重发的工作，放弃了一些实时性和带宽，但得到了更长的覆盖距离，或者说更好的链路预算。和Cat.4的基准相比，Cat-M1(eMTC)技术可支持增加多至15dB的链路预算。Cat-NB1通过窄带操作又可以额外增加5dB，所以与Cat.4相比又增加了20dB的链路预算，所以NB1的覆盖距离和深度方面有一定的优势。这是为了满足各种不同复杂环境安装的节点都能够连接到。Cat-M1和Cat-NB1对链路预算的增加，其实也就是说对于覆盖距离及深度的增加。

　　部署Cat-M1eMTC的话，那么它在终端模组成本、功耗和覆盖这些方面跟以前的Cat.4和Cat.1相比都有很大的改进，在数据速率和移动性管理方面有优势，可以支持更广泛的物联网业务，例如VoLTE。另外eMTC是LTE的嵌入的特性，兼容LTEFDD/TDD，可以承接目前LTE的部署，运营商可以迅速实现快速布网和广泛的业务覆盖。Cat-NB1针对小包零星发射的业务，在覆盖深度上有优势，但数据速率和移动性就会放弃很多。所以这两个规格实际上是各有倾向，各有优劣。如果把这两个规格放在一个芯片，或放在一个模块上，这个模块是个多模，同时支撑这两种能力的话，那就是非常均衡的一个芯片了。不管从成本、功耗、移动性、数据率以及灵活部署，都很均衡。

　　在万物互联的时代下，面对eMTC与NB-IoT这两种技术，高通的南明凯博士在这次的活动上表示：面对整个物联网应用的广泛性以及场景的多样性，高通致力于推出蜂窝物联网领域的全网通解决方案，即一款产品支持eMTC以及NB-IoT甚至是E-GPRS，这样一来，就能够通过通过单个物联网模块设计满足全球运营商和终端用户不同的部署需求。高通推出的面向LTE物联网的调制解调器MDM9206，旨在为物联网日益增多的终端和系统提供可靠的、优化的蜂窝连接，使终端制造商能支持成本优化的解决方案，并作为Cat-M(eMTC)和窄带物联网(NB-IoT)的组成提供增强的超低功耗和扩展范围，还能够利用窄带调制解调器更高效地服务低数据速率物联网应用。此外，这也意味着高通致力于将4GLTE和下一代蜂窝连接扩展到新的应用中，并开创新技术为未来十年功能更强大、统一的5G平台打下基础。

　　全面支持物联网应用落地

　　作为半导体领域的领军企业，很多人对于高通的印象大概都停留在手机芯片上，然而通过这次沙龙相信我们对高通有了一个全新的认识。高通市场总监方学勇从一个更广阔的角度切入，分享高通的核心技术和产品线，其两个系列技术强力支撑物联网产业：

　　一是连接，连接是高通首要提出的理念，涉及了强大的蓝牙、WiFi以及3G、4G/LTE蜂窝技术等无线技术。

　　二是计算，通过计算为物体赋予智慧，覆盖了CPU、GPU、DSP、视频处理等众多的技术。

　　通过融合以上两大系列技术，高通为合作伙伴提供强大的底层能力，客户通过采用这些能力快速实现产品研发或应用，为推动物联网发展提供了一个非常重要的基础。

　　在高通看来，物联网的应用场景主要涵盖三个方面，第一个是围绕人体的设备，包括智能的手表、手机、头戴式设备、虚拟现实(VR)设备等;第二个是以智慧家庭为中心，包括家庭的自动化、控制、娱乐、安全智能系统等;第三个以智慧城市为中心，包括公用事业、交通、智能汽车、城市安防等。但从产品和行业的角度来区分时，方学勇表示高通更愿意将其分为可穿戴、消费电子类和智慧城市三大类，而在这三个方面中智慧城市需要通过更广泛的生态合作来推进，高通在不断发掘自身无线技术上的优势的同时，与合作伙伴围绕智慧城市的发展在全球布局智慧基础设施、智慧交通、智能楼宇、智慧能源等领域，真正成为城市跳动的“连接”。

　　低功耗蜂窝物联网在市政公用事业中有何应用实践?

　　虽然低功耗蜂窝物联网在国内还没有大规模进行布网，但是，到目前为止已经有很多垂直行业的具体应用场景在试水：

　　停车管理

　　关于城市停车管理现状，优橙科技的CEO吴伟从泊车位到停车现场再到政府管理方面等进行了归纳：

　　面对来自多方面的压力，基于蜂窝物联网的智能停车管理是最佳开放式路边智能停车解决方案，能够科学高效解决城市路边停车管理问题。可以预见，随着我国城市道路停车管理难度越来越大，高效化、智能化要求越来越高，NB-IoT、eMTC智能停车管理系统即将从今年开始进入爆发期。

　　能源表计

　　智慧城市建设与每个人的生活息息相关，水、电、气等则是构建智慧城市居民生活的基础。在这些基础的公共服务方面，传统的服务工作效率低下：抄表读数不准确及时、服务的计费不准确、浪费损失严重、管道传输漏水难以监测等等。以上的种种都导致了这些公共的基础服务质量差，无法支撑我们的基本生活便捷，舒适。而当物联网通信技术在能源表计上有了广泛的应用后，这种情况将能得到巨大的改善。

　　就在这次沙龙上，华立科技的技术副总监朱虹对多种物联网通信技术在表计上的应用做了分析比较，尤其详细地介绍NB-IoT在能源表计上的应用，朱虹指出虽然覆盖有大幅提升，但是在实测中表现还不够理想，并且距离大规模商用还需一段时间。

　　市政供水管网渗漏报警

　　据统计，每年由于漏水造成的直接损失近200亿。在管理水资源方面，国际水协提供了一个管理思路，即降低漏水率的关键是减少漏水的实际时间。　　来自厦门矽创微电子的陈亮指出目前检测漏水的手段并不高效，市场急需推出先进的技术，以解决检测终端功耗大、信号穿透能力不够强、准确性不够高、效率低下等的问题，而这些问题的解决正有赖于时下最热的低功耗广域网络技术，基于NB-IoT、eMTC的物联网解决方案将助力水管漏水监测。

　　总结

　　作为近年来对城市发展的探索，“智慧城市”的概念逐渐被全球越来越多的国家和社会公众所接受。其实，智慧城市并没有想象中那么神秘、抽象，它的一些功能早已经在日常生活中得到体现。

　　随着低功耗广域网络等技术的兴起，越来越多的应用，尤其是和我们日常生活密切相关的市政公用事业物联网应用，也已经纷至沓来，比如说停车管理、井盖检测、智能路灯、管道巡检、智能抄表等。担负着民生任务市政公用事业，在各类物联网能力供应者的帮助下，正在改变人们日常的生活。