2016年6月，全球標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP在短時(shí)間里同時(shí)制定了兩個(gè)新的蜂窩技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：Cat-M1(eMTC)和Cat-NB1(NB-IoT)。與性能指標(biāo)一路往上走的Cat.6、Cat.12、Cat.16、Cat.18相反，Cat-M1和Cat-NB1選擇一路向下，主要原因是根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的要求，去掉不必要的高數(shù)據(jù)率、高移動(dòng)性、超強(qiáng)傳輸能力特性，降低系統(tǒng)復(fù)雜度與成本，提高系統(tǒng)續(xù)航時(shí)間，實(shí)現(xiàn)4G調(diào)制解調(diào)器的海量部署、規(guī)模經(jīng)濟(jì)和超長(zhǎng)生命周期。

　　Cat-M1與Cat-NB1相互補(bǔ)充

　　化繁為簡(jiǎn)，降低成本與復(fù)雜度

　　降低復(fù)雜度與成本的第一步就是要放棄速率和帶寬?？紤]到絕大部分物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸速率只需要1Mbps或者幾百/幾十kbps，所以Cat-M1的上行下行速率只有1Mbps，帶寬頻率1.4MHz;Cat-NB1上行和下行速率更是只有60kbps和20kbps，帶寬200KHz，使得運(yùn)營(yíng)商可以非常靈活地將其部署進(jìn)LTE頻段里。在部署的模式上，Cat-M1在FDD或者TDD網(wǎng)絡(luò)中都可以部署，Cat-NB1到現(xiàn)在為止只能部署在FDD中，今后隨著標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的演進(jìn)可能會(huì)有所變化。

　　支持半雙工模式是降低系統(tǒng)成本和芯片復(fù)雜度的另一妙招。高通產(chǎn)品市場(chǎng)高級(jí)總監(jiān)沈磊解釋說(shuō)，LTE采用全雙工模式，上行下行同時(shí)收發(fā)。但Cat-M1和Cat-NB1都可以支持半雙工，先下行或者上行，不會(huì)并行收發(fā)。這樣做的好處在于，支持半雙工一是不需要復(fù)雜的濾波器和高成本的功率放大器;二是降低了發(fā)射功率，相比LTE 23dBm/200毫瓦的功率，Cat-M1、Cat-NB1都只有20dBm/ 100毫瓦，減少了一半。

　　考慮到兩種技術(shù)各自覆蓋不同的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，所以Cat-M1保留了相當(dāng)一部分移動(dòng)性和VoLTE語(yǔ)音功能，可用于樓宇安防、穿戴設(shè)備、資產(chǎn)追蹤等應(yīng)用;Cat-NB1則是完全不具備移動(dòng)性和語(yǔ)音。但兩者穿透性和部署密度相比LTE有了顯著提高，比如Cat-M1比傳統(tǒng)的LTE Cat.4的鏈路預(yù)算(link budget)提高了約15個(gè)dB，針對(duì)表計(jì)等應(yīng)用設(shè)計(jì)的Cat-NB1還要更高。

　　此外，和LTE相比，Cat-M1、Cat-NB1的續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)，可支持至少10年左右的工作時(shí)間。由此帶來(lái)的另一個(gè)需求是強(qiáng)大的軟件升級(jí)能力，目前來(lái)看，Cat-M1的速率是兆級(jí)，可以用幾分鐘或者半個(gè)小時(shí)的時(shí)間升級(jí)固件，所以Cat-M1在升級(jí)維護(hù)上有明顯的優(yōu)勢(shì)。但Cat-NB1沒(méi)有這個(gè)能力，從安裝起到10年之后還是老樣子。

　　擴(kuò)展LTE以連接物聯(lián)網(wǎng)

　　蜂窩和非蜂窩通訊技術(shù)怎么選?

　　“蜂窩通訊技術(shù)將是未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)連接技術(shù)里絕對(duì)的主流方向?！鄙蚶诒硎荆涓C通訊技術(shù)是授權(quán)頻譜，在連接性、安全、質(zhì)量方面都有充分的保證，而且從2G、3G、4G一路發(fā)展下來(lái)，其覆蓋已經(jīng)是無(wú)處不在，完全不需要重新部署。更重要的一點(diǎn)是，蜂窩通訊行業(yè)的生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)非常完善，從標(biāo)準(zhǔn)制定、技術(shù)發(fā)展和驗(yàn)證，到產(chǎn)品研發(fā)和上市，再到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的優(yōu)化和完善，包括芯片、終端、基礎(chǔ)設(shè)施、運(yùn)營(yíng)商在內(nèi)的眾多從業(yè)者30年來(lái)不斷的積累，已經(jīng)讓蜂窩技術(shù)成為最為可靠、完善和可用的技術(shù)。

　　他認(rèn)為使用非授權(quán)頻譜的Sigfox和LoRa是一個(gè)相對(duì)小眾的市場(chǎng)，大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)景集中在工廠或碼頭這類(lèi)私有且小范圍的環(huán)境中，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的部署程度與基于蜂窩網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)相比完全不在一個(gè)數(shù)量級(jí)。并且這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)比較新，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的芯片、模塊、應(yīng)用服務(wù)都還處于培育階段，不能與主流的蜂窩技術(shù)相抗衡。

　　目前Cat-M1和Cat-NB1都有很多部署，后者進(jìn)度更快一些。主要原因在于Cat-NB1標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)更為簡(jiǎn)單，能做Cat-NB1的芯片廠商比較多，而且首批探索物聯(lián)網(wǎng)部署的運(yùn)營(yíng)商也看到Cat-NB1的部署密度可以更高，續(xù)航時(shí)間可以更長(zhǎng)，對(duì)于表計(jì)、路燈等應(yīng)用情景來(lái)說(shuō)，Cat-NB1似乎天生就是比較好的技術(shù)。但事實(shí)上，到了真正開(kāi)始部署，需要和上層應(yīng)用服務(wù)對(duì)接的時(shí)候，運(yùn)營(yíng)商就會(huì)發(fā)現(xiàn)Cat-NB1其實(shí)只能覆蓋一部分使用情景，很多商業(yè)模式，比如移動(dòng)性、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)率、遠(yuǎn)程更新軟件的能力，Cat-NB1是沒(méi)有的，所以他們開(kāi)始逐漸傾向于接受物聯(lián)網(wǎng)雙模的概念。

　　沈磊說(shuō)他個(gè)人相信LTE物聯(lián)網(wǎng)一定會(huì)大爆發(fā)，只是具體的時(shí)間還不能預(yù)測(cè)。但好消息是，“當(dāng)前缺失的幾個(gè)成功要素都已在路上”。比如中國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商正在相關(guān)城市做網(wǎng)絡(luò)部署的試點(diǎn);汽車(chē)或者公用事業(yè)、智慧城市等垂直領(lǐng)域的商業(yè)模式已初具雛形，上層的應(yīng)用服務(wù)也在高速發(fā)展中;芯片和模塊廠商對(duì)產(chǎn)品的優(yōu)化和設(shè)備管理的能力正在大幅改進(jìn)。當(dāng)這幾大成功要素都到位之時(shí)，相關(guān)應(yīng)用必定會(huì)呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng)。

　　為什么雙模更好?

　　說(shuō)到Cat-M1和Cat-NB1這兩個(gè)模式，運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)在基本都處于了解、測(cè)試、考慮、規(guī)劃如何部署的階段。兩者有很多功能是重疊的，但很多時(shí)候又是互補(bǔ)的，如何部署成為了運(yùn)營(yíng)商最為糾結(jié)的事情。那么有沒(méi)有技術(shù)能讓模塊或終端既能支持Cat-M1也能支持Cat-NB1，從而了卻運(yùn)營(yíng)商的這塊心病?

　　下圖中深紅色代表的是Cat-M1技術(shù)，它強(qiáng)調(diào)的是移動(dòng)性和較高的數(shù)據(jù)速率，但其在網(wǎng)絡(luò)覆蓋和功耗上遜于Cat-NB1;圖上淺色區(qū)域代表的是Cat-NB1技術(shù)，該技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋、功耗、部署靈活性，以及成本優(yōu)化方面相較Cat-M1表現(xiàn)更好。Cat-M1和Cat-NB1兩種技術(shù)優(yōu)勢(shì)有所不同，因此客戶在選擇應(yīng)用服務(wù)或者網(wǎng)絡(luò)部署時(shí)，只能根據(jù)相關(guān)技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行選擇，要想精準(zhǔn)預(yù)測(cè)未來(lái)3年、5年或15年之后所部署的服務(wù)和采用的技術(shù)，對(duì)于客戶來(lái)說(shuō)是很難做到的。

　　Cat-M1&NB1雙模提供最優(yōu)解決方案

　　但是，試想一下，無(wú)論將來(lái)運(yùn)營(yíng)商是否會(huì)對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)、頻段和模式在部署3-5年后進(jìn)行調(diào)整，如果已被部署好的模塊能夠隨時(shí)通過(guò)升級(jí)軟件實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)調(diào)整，這對(duì)于用戶而言將是極大的便利。沈磊說(shuō)，盡管雙模系統(tǒng)復(fù)雜度比單模系統(tǒng)稍高，其模塊和芯片的成本也要高。但事實(shí)上，這只是單個(gè)模塊和子系統(tǒng)的成本，絕大部分成本來(lái)自于系統(tǒng)部署的環(huán)節(jié)。因此，總體而言，靈活的實(shí)用性可以大幅降低重復(fù)部署、動(dòng)工和升級(jí)所帶來(lái)的成本。

　　另一方面，這兩個(gè)模式也能夠部署在4G LTE頻段上。目前世界各國(guó)在規(guī)劃部署15-16個(gè)Cat-M1和Cat-NB1的頻段，絕大部分是中頻和低頻，這是因?yàn)榭紤]到高頻的穿透性欠佳，而低頻的部署在一直放大。如果有一個(gè)模塊同時(shí)擁有這兩種技術(shù)并支持所有頻段，那么該模塊可以在全球任何應(yīng)用場(chǎng)景部署。無(wú)論未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)制式或頻段如何調(diào)整，該模塊仍然可以工作。通過(guò)安裝一次可以獲得十年的工作生命周期，并幫助客戶抵消任何不確定性和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的可能性，這筆買(mǎi)賣(mài)還是劃算的。

　　更具成本效益的全球雙模

　　“為什么多模多頻手機(jī)受歡迎?因?yàn)樵诳傮w成本控制上，多模、多頻是有重大優(yōu)勢(shì)的，今后物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的部署也會(huì)遇到同樣的問(wèn)題?！痹谏蚶诳磥?lái)，做一款全球多模的模塊，今天可以銷(xiāo)售，三五年后仍然可以銷(xiāo)售，在任何一個(gè)國(guó)家也都可以銷(xiāo)售。從研發(fā)的投入、物料和成品的庫(kù)存管理以及銷(xiāo)售的準(zhǔn)確性來(lái)說(shuō)，可以令模塊OEM廠商大為放松;對(duì)運(yùn)營(yíng)商而言，他可以利用雙模多頻的模塊去對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行充分的驗(yàn)證，從而推測(cè)哪個(gè)生意模式能夠成功，這對(duì)于運(yùn)營(yíng)商整體的成本控制是具有戰(zhàn)略意義的改變。

　　全球雙模提供更高成本效益

　　鑒于Cat-M1和Cat-NB1優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的融合，高通推出了為Cat-M1和Cat-NB1定制的多模多頻芯片—MDM9206。除支持Cat-M1、Cat-NB1的全球所有頻段外，MDM9206還集成了Cortex A7處理器、大量傳感器接口、GPS/格納洛斯/北斗以及伽利略全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、語(yǔ)音/VoLTE功能，并支持Linux/Thread操作系統(tǒng)。不久之前，高通與愛(ài)立信以及北美運(yùn)營(yíng)商AT&T基于Cat-M1進(jìn)行了LTE語(yǔ)音方面的測(cè)試，一個(gè)很小的模塊裝在手表中，其語(yǔ)音質(zhì)量非常高。

　　高通為Cat-M1和Cat-NB1定制的多模多頻芯片MDM9206

　　與此同時(shí)，在中國(guó)，高通積極推動(dòng)LTE物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展并與中國(guó)運(yùn)營(yíng)商及合作伙伴協(xié)作。高通于2016年11月聯(lián)合中國(guó)移動(dòng)和愛(ài)立信，啟動(dòng)國(guó)內(nèi)首個(gè)Cat-M1測(cè)試;2016年12月，與中移物聯(lián)網(wǎng)有限公司簽署諒解備忘錄;2016年12月，聯(lián)合中國(guó)聯(lián)通和愛(ài)立信，完成基于Cat-M1標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸;2017年3月，與華為合作首次打通TD-LTE Cat-M1標(biāo)準(zhǔn)空口First Call。