Die neue 5G-IoT-Technologie wird 4G IoT nicht vollständig ersetzen, und letztere wird nicht wie 2G kurzfristig vollständig aus dem Netz genommen. Es ist ein langfristiger Prozess, dass neue Technologien von der Diskussion bis zur Umsetzung zu Standards werden. Bis dahin wird 4G IoT weit verbreitet sein. Der Bereich des Internets der Dinge umfasst verschiedene Szenarien, und die Bedürfnisse sind zwangsläufig unterschiedlich.
Rel-15 Internet der Dinge
3Gpp (Rel-15) hat derzeit 2 IoT-Standards.
Bei dem einen handelt es sich um eMTC auf der Grundlage eines vereinfachten LTE-Designs, bei dem anderen um ein völlig neu gestaltetes NB-IoT. Jeder der beiden Standards hat seinen eigenen Schwerpunkt und ist auf unterschiedliche Anwendungen ausgerichtet.
eMTC unterstützt Mobilität, Sprache, mittlere Geschwindigkeit und eine Verzögerung von 100 ms. Die Hauptanwendungen sind Wearables, POS-Automaten, Dispatching, Werbetafeln und andere Szenarien mit bestimmten Geschwindigkeits- und Verzögerungsanforderungen.
NB-IoT bietet nur eine schwache Unterstützung für Mobilität, unterstützt keine Sprache, hat eine niedrige Übertragungsrate und eine Verzögerung von Sekunden. Seine Vorteile sind eine größere Abdeckung, extrem niedrige Kosten, ein extrem niedriger Stromverbrauch und eine große Anzahl von Verbindungen. Die wichtigsten Anwendungen sind die Ablesung von Zählern, Umweltüberwachung, intelligente Schlösser und andere Szenarien mit niedriger Geschwindigkeit und geringer Interaktionsfrequenz.
Vergleich der Schlüsselindikatoren zwischen eMTC und NB-IoT
Rel-16 Internet der Dinge
3Gpp Rel-16 wird in der Anfangsphase weiterhin 4G IoT (eMTC und NB-IoT) nutzen, und zwar unter Verwendung der In-Band-Einführung. Der Zweck der weiteren Verwendung bestehender Standards besteht darin, die Vermögenswerte und die hohen Investitionen in 4G IoT voll auszuschöpfen und gleichzeitig Zeit für die Entwicklung neuer 5G IoT-Standards zu lassen.
Der Grund, warum es in diesem Band eingesetzt werden kann, ist, dass der NR-Unterträgerabstand 15 KHz multipliziert mit einer ganzzahligen Potenz von 2 beträgt, was genau ein ganzzahliges Vielfaches von 4G IoT ist. Daher können die beiden Wellenformen gut im Orthogonal-/In-Band koexistieren, ohne sich gegenseitig zu stören.
Darüber hinaus ist das 4G-IoT-Wireless-Netz unempfindlich gegenüber dem Kernnetz und kann zur Nutzung mit dem 5G-Kernnetz verbunden werden.
Einsatz von eMTC und NB-IoT im 5G-eMBB-Frequenzband
Rel-16 Internet der Dinge
3Gpp diskutiert fortschrittlichere neue Technologien der physikalischen Schicht für das IoT in späteren Rel-16 und nachfolgenden Versionen. Diese Technologien umfassen:
(1) NOMA - Nicht-orthogonaler Mehrfachzugang
Die Zeit-Frequenz-Ressourcen der verschiedenen Nutzer sind nicht orthogonal
(2) Grant-free Uplink - Scheduling-free Uplink
(3) Mesh-Netz - Mesh-Netz/Multi-Hop-Netz
Maschennetz
Das Ziel der neuen Technologien ist eine höhere Leistung und Effizienz, wie z. B.: eine Million Verbindungen pro Quadratkilometer (NOMA), tiefere Abdeckung (Mesh), geringerer Stromverbrauch usw. (Grant-free UL).
Kurz gesagt: 4G wird noch lange existieren, und in Verbindung mit dem langen Austauschzyklus von IoT-Geräten wird 5G IoT wahrscheinlich die Technologie der Wahl in bestimmten Szenarien werden, Lücken in bestimmten Bedürfnissen füllen und lange Zeit neben 4G IoT bestehen.
