“2019年7月17日，ITU-R WP5D#32會(huì)議在巴西布濟(jì)烏斯結(jié)束。來(lái)自全球政府主管部門、電信制造及運(yùn)營(yíng)企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)共約180名代表參加了本次會(huì)議。

中國(guó)代表團(tuán)主要由中國(guó)信息通信研究院、華為、中興、中國(guó)信科、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通等單位構(gòu)成。

在本次會(huì)議上，我國(guó)正式向ITU（國(guó)際電信聯(lián)盟）遞交了IMT-2020（5G）候選技術(shù)方案，并獲得了ITU的接收確認(rèn)函。”

近日，我國(guó)5G候選方案正式提交，NB-IoT備胎轉(zhuǎn)正。這則消息對(duì)未來(lái)5G的走勢(shì)有深遠(yuǎn)的啟示，值得大家給予更多的關(guān)注。本篇文章將詳細(xì)解讀這條新聞背后的故事。

▋ 為什么要提交方案？

以前我們總是說(shuō)3GPP開(kāi)這個(gè)會(huì)那個(gè)會(huì)，這次不是。這次開(kāi)會(huì)的，是ITU。

ITU，就是國(guó)際電信聯(lián)盟。它是聯(lián)合國(guó)的下屬機(jī)構(gòu)，專門負(fù)責(zé)信息通信技術(shù)相關(guān)事務(wù)，其中就包括制定全球電信標(biāo)準(zhǔn)。

換句話說(shuō)，ITU是唯一有資格發(fā)布“全球移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)”的機(jī)構(gòu)。

當(dāng)年的3G TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)方案，如果大家還記得的話，就是中國(guó)1998年6月29日（截止的前一天）向ITU提交的。TD-SCDMA最終也成為全球3G正式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)之一。

這次在巴西舉辦的會(huì)議，ITU負(fù)責(zé)收集的是5G候選技術(shù)方案。本次會(huì)議也是5G候選技術(shù)方案的提案截止會(huì)議，是提交候選方案的最后機(jī)會(huì)。

方案收集上來(lái)之后，ITU會(huì)組織對(duì)這些方案進(jìn)行評(píng)估。

明年，也就是2020年的6月，在WP5D#35會(huì)議上，ITU會(huì)正式宣布最終的5G技術(shù)方案，也就是最終的5G標(biāo)準(zhǔn)。

▋ 我們提交了什么樣的方案？

接下來(lái)我們?cè)敿?xì)說(shuō)說(shuō)中國(guó)提交的這個(gè)技術(shù)方案。

這個(gè)方案，新聞稱之為5G無(wú)線空口技術(shù)（RIT）方案。該方案包括兩個(gè)部分，一個(gè)是大家熟悉的3GPP新空口（5G NR），還有一個(gè)，是NB-IoT。

是的，你沒(méi)看錯(cuò)，NB-IoT，Narrow Band Internet of Things（窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）。

NB-IoT和它的兄弟eMTC，都是基于4G LTE技術(shù)“改造”出來(lái)的蜂窩物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

我們簡(jiǎn)單回顧一下NB-IoT和eMTC的身世。

早在2008年，LTE的第一個(gè)版本R8（Release 8）中，除了有滿足寬帶多媒體應(yīng)用的Cat.3、Cat.4、Cat.5等終端等級(jí)外，也有上行峰值速率僅有5Mbit/s的終端等級(jí)Cat.1，可用于物聯(lián)網(wǎng)等“低速率”應(yīng)用。

注意！這里的Cat并不是貓的意思，是Category的縮寫(xiě)，“種類，分類”的意思。Cat.X說(shuō)的就是UE-Category，UE是用戶設(shè)備（User Equipment ）。Cat.X這個(gè)值就是用來(lái)衡量用戶終端設(shè)備無(wú)線性能的，說(shuō)白了就是用來(lái)劃分終端速率（等級(jí)）的。

不同的Cat，不同的速率

在LTE發(fā)展初期，Cat.1并沒(méi)有被業(yè)界所關(guān)注。但是，隨著可穿戴設(shè)備的逐漸普及，Cat.1逐漸被重視起來(lái)。

不過(guò)，Cat.1終端需要使用2根天線，對(duì)體積敏感度極高的可穿戴設(shè)備來(lái)說(shuō)仍然“要求過(guò)高”（一般只配備1根天線）。所以，在R12/R13中，3GPP多次針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。

首先是在R12中增加了新終端等級(jí)Cat.0，放棄了對(duì)MIMO（多天線）的支持，簡(jiǎn)化為半雙工，峰值速率降低為1Mbit/s，終端復(fù)雜度降低為普通LTE終端的40%。這樣一來(lái)，初步達(dá)到了物聯(lián)網(wǎng)的成本要求。

但是，雖然Cat.0終端的信道帶寬降至1.4MHz，但射頻的接收帶寬仍為20MHz（太大）。

于是，3GPP在R13中又新增Cat.M1等級(jí)的終端，信道帶寬和射頻接收帶寬均為1.4MHz，終端復(fù)雜度進(jìn)一步降低。

而Cat.M1，也就是我們的eMTC。它還有一個(gè)名字，叫做LTE-M。這個(gè)M，就是Machine（機(jī)器）的意思。

此外，3GPP在R13中同時(shí)新增了一個(gè)Cat.NB-1，它的接收帶寬僅180kHz，更低。

這個(gè)Cat.NB-1，就是我們的NB-IoT。

所以說(shuō)，eMTC和NB-IoT都是3GPP這一個(gè)媽生的，算是兄弟倆。

NB的本質(zhì)，就是一個(gè)精簡(jiǎn)版的LTE。

為了支持海量終端同時(shí)接入，為了擁有更好的覆蓋增益，為了更持久的待機(jī)時(shí)間，NB-IoT使用了比LTE小得多的子載波帶寬，采用了更簡(jiǎn)單的待機(jī)休眠機(jī)制，同時(shí)，對(duì)LTE協(xié)議進(jìn)行了大量的刪減。

如果說(shuō)LTE是公路上的大巴，那NB-IoT就是穿梭其中的電動(dòng)車。

LTEVS NB-IoT

▋ 方案的背后，究竟意味著什么？

NB-IoT作為精簡(jiǎn)版的LTE，怎么就突然搖身一變，變成了5G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)了呢？

這還是要從5G的應(yīng)用場(chǎng)景開(kāi)始說(shuō)起。

眾所周知，ITU定義了5G的三大應(yīng)用場(chǎng)景，作為5G指標(biāo)的參考目標(biāo)。也就是說(shuō)，真正的5G，必須具備這些場(chǎng)景的應(yīng)對(duì)能力。

三大場(chǎng)景，分別是eMBB、uRLLC和mMTC:

eMBB：enhance Mobile Broadband，增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶。

uRLLC：ultra Reliable & Low Latency Communication，低時(shí)延、高可靠通信。

mMTC：massive Machine Type Communication，海量機(jī)器類型通信。

三大場(chǎng)景中，最受公眾關(guān)注的，我們最熟悉的，是eMBB。

大家都知道，在已經(jīng)過(guò)去的這些年里，4G獲得了巨大的成功。4G，其實(shí)就是MBB，Mobile Broadband（移動(dòng)寬帶）。

它和智能手機(jī)相互配合，徹底激發(fā)了用戶的移動(dòng)上網(wǎng)需求，推動(dòng)了流量的爆炸式增長(zhǎng)，也帶動(dòng)了信息通信整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的繁榮。

而5G的eMBB，就是在4G MBB基礎(chǔ)上，對(duì)帶寬和速率的進(jìn)一步升級(jí)。

正因?yàn)槿绱耍袠I(yè)內(nèi)外都對(duì)eMBB寄予厚望，將eMBB需求視為5G的主要?jiǎng)恿?lái)源。很多人認(rèn)為，eMBB的高速率，大帶寬，能夠帶來(lái)更好的用戶體驗(yàn)，能夠刺激數(shù)字時(shí)代的進(jìn)一步繁榮，應(yīng)該優(yōu)先推動(dòng)商用建設(shè)。

但是5G真正的意義是在于物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景。它的主要服務(wù)對(duì)象，是包括工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、智慧城市等在內(nèi)的垂直行業(yè)。

這就導(dǎo)致一個(gè)很尷尬的局面——設(shè)計(jì)5G的人，希望大家更多關(guān)注uRLLC和mMTC；而絕大多數(shù)人，則把興趣都集中在eMBB上。

在現(xiàn)實(shí)情況中，uRLLC和mMTC的處境也確實(shí)有一點(diǎn)點(diǎn)微妙。所有人都知道它們是有需求的，但是沒(méi)有任何人知道需求的爆發(fā)點(diǎn)究竟在哪，什么時(shí)候會(huì)出現(xiàn)。

這就好像你是一個(gè)廚師，你知道三位有錢的食客一定會(huì)來(lái)，但是不知道他們會(huì)在什么時(shí)候來(lái)。

那么你在準(zhǔn)備食材的時(shí)候，心里就一定會(huì)犯嘀咕，會(huì)猶豫。

對(duì)于eMBB這位食客，其實(shí)是不需要猶豫的，他就在眼前。而且他的需求比較明確，比較強(qiáng)烈（至少看上去強(qiáng)烈）。所以，作為廚師，一定要搞一個(gè)全新的5G NR，提供超高的帶寬，滿足他的需求。

對(duì)于uRLLC這位食客，他口味有點(diǎn)獨(dú)特。他的需求關(guān)鍵，是時(shí)延。這個(gè)也是現(xiàn)有技術(shù)（食材）搞不定的，必須通過(guò)5G NR，配合切片技術(shù)，加以滿足。

最麻煩的食客，就是mMTC海量機(jī)器通信。它的情況和前兩者完全不同。

NB-IoT的容量是每小區(qū)5萬(wàn)個(gè)終端。有測(cè)試數(shù)據(jù)顯示NB-IoT覆蓋半徑2公里左右，折算一下，每平方公里大約是4000個(gè)終端。

5G mMTC場(chǎng)景，ITU給出的指標(biāo)要求是每平方公里100萬(wàn)的終端。兩者看似差距很大，但是冷靜下來(lái)想想，在現(xiàn)實(shí)情況中，究竟有多少用戶需要每平方公里接入100萬(wàn)個(gè)終端？

按目前的實(shí)際商用網(wǎng)絡(luò)，最多也就1000個(gè)終端。

換句話說(shuō)，NB-IoT基本上夠用了。在需求還不是很明確的情況下，搞一個(gè)全新的mMTC技術(shù)，成本太高，投入太大，沒(méi)有必要。

所以，3GPP希望利舊現(xiàn)有的NB-IoT/eMTC。對(duì)3GPP背后的整個(gè)通信行業(yè)來(lái)說(shuō)，這是最合理的選擇。

NB-IoT/eMTC標(biāo)準(zhǔn)從2016年凍結(jié)后至今，已有3年的時(shí)間。想象中的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用爆發(fā)式增長(zhǎng)，并沒(méi)有如期而至。在這個(gè)情況下，執(zhí)意推動(dòng)NB-IoT和eMTC的升級(jí)換代，確實(shí)沒(méi)有任何實(shí)際意義。

2018年3月19-22日，在印度金奈召開(kāi)的3GPP無(wú)線接入網(wǎng)第79次全會(huì)上，與會(huì)代表們明確了R16版本5G新空口中不會(huì)對(duì)低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)的用例進(jìn)行研究和標(biāo)準(zhǔn)化，低功耗廣域物聯(lián)網(wǎng)（LPWAN）用例會(huì)繼續(xù)依靠NB-IoT和eMTC的演進(jìn)。

也就是說(shuō)，3GPP推遲在R16中進(jìn)行mMTC標(biāo)準(zhǔn)化，并將現(xiàn)有的NB-IoT/eMTC標(biāo)準(zhǔn)納入5G物聯(lián)網(wǎng)。

與此同時(shí)，3GPP一直在努力向ITU證明，NB-IoT/eMTC標(biāo)準(zhǔn)能夠滿足ITU關(guān)于5G物聯(lián)網(wǎng)低功耗廣覆蓋的愿景和需求。

在希臘雅典召開(kāi)的3GPP會(huì)議上，相關(guān)企業(yè)就提交了針對(duì)NB-IoT和eMTC滿足5G mMTC連接密度的需求評(píng)估報(bào)告。相關(guān)報(bào)告的結(jié)論顯示，NB-IoT和eMTC滿足了ITU提出的5G mMTC連接密度的需求，這給NB-IoT和eMTC納入5G物聯(lián)網(wǎng)家族打下來(lái)基礎(chǔ)。兩份評(píng)估報(bào)告如圖：

《NB-IoT/eMTC滿足5G物聯(lián)網(wǎng)需求評(píng)估》（來(lái)源：3GPP）

可以看到，報(bào)告的提出者，是愛(ài)立信和華為（NB的主要推手）

2018年3月，Sierra Wireless、愛(ài)立信、Altair等20家知名廠商聯(lián)合發(fā)布了LTE-M（eMTC）滿足5G要求的評(píng)估報(bào)告，報(bào)告更是從單位容量帶寬需求、數(shù)據(jù)速率、消息時(shí)延、電池壽命等多方面進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果顯示eMTC的性能完全符合ITU提出的5G物聯(lián)網(wǎng)的需求。

為了讓NB-IoT和eMTC能夠更好地融入5G，3GPP還做了很多工作。例如實(shí)現(xiàn)NB-IoT和eMTC支持在5G NR帶內(nèi)部署（也就是讓NB-IoT和eMTC能夠使用5G的頻段），讓NB-IoT和eMTC能夠使用5G網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)側(cè)設(shè)備（例如基站和核心網(wǎng)），等等。

可以說(shuō)，NB-IoT和eMTC完全具備了平滑升級(jí)后融入5G網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)條件。

以上，就是NB-IoT備胎轉(zhuǎn)正背后的故事。

中國(guó)這次提交的RIT方案，理念和3GPP是非常一致的。

在需求并不明朗的情況下，盲目研發(fā)新技術(shù)，會(huì)給產(chǎn)業(yè)鏈帶來(lái)巨大的壓力，也會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，最終等于是拿錢打水漂。

在NB-IoT和eMTC的基礎(chǔ)上，做好物聯(lián)網(wǎng)需求的孵化，解決落地遇到的問(wèn)題，盡快找到爆發(fā)增長(zhǎng)點(diǎn)，無(wú)疑是更加理性的做法。

5G啟動(dòng)前期的狂熱氣氛終究會(huì)消退，如何面對(duì)5G漫長(zhǎng)的落地周期，才是整個(gè)行業(yè)和社會(huì)真正應(yīng)該認(rèn)真思考的問(wèn)題。