De nieuwe 5G-IoT-technologie zal 4G-IoT niet volledig vervangen, en 4G-IoT zal op korte termijn niet volledig uit het netwerk worden gehaald, zoals bij 2G het geval was. Het is een langdurig proces voordat nieuwe technologieën, vanaf de eerste besprekingen tot aan de daadwerkelijke implementatie, tot standaard worden. Tot die tijd zal 4G-IoT op grote schaal worden gebruikt. Het gebied van het Internet of Things omvat diverse scenario’s, en de behoeften zijn onvermijdelijk divers.
Rel-15 Internet of Things
3GPP (Rel-15) kent momenteel twee IoT-standaarden.
De ene is eMTC, gebaseerd op een vereenvoudigd LTE-ontwerp, en de andere is het volledig opnieuw ontworpen NB-IoT. Elk van deze twee standaarden heeft zijn eigen focus en is gericht op verschillende toepassingen.
eMTC ondersteunt mobiliteit, spraak, gemiddelde datasnelheid en een vertraging van 100 ms. De belangrijkste toepassingen zijn wearables, kassa’s, dispatching, reclameborden en andere scenario’s met bepaalde eisen op het gebied van snelheid en vertraging.
NB-IoT biedt beperkte ondersteuning voor mobiliteit, ondersteunt geen spraak, heeft een lage overdrachtssnelheid en kent een vertraging van enkele seconden. De voordelen zijn een grotere dekking, uiterst lage kosten, een uiterst laag stroomverbruik en een groot aantal verbindingen. De belangrijkste toepassingen zijn meteruitlezing, milieumonitoring, slimme sloten en andere scenario’s met lage snelheid en een lage interactiefrequentie.
Vergelijking van de belangrijkste indicatoren tussen eMTC en NB-IoT
Rel-16 Internet of Things
3GPP Rel-16 zal in de beginfase gebruik blijven maken van 4G IoT (eMTC en NB-IoT), waarbij gebruik wordt gemaakt van in-band-implementatie. Het doel van het voortgezette gebruik van bestaande standaarden is om optimaal gebruik te maken van de activa en de omvangrijke investeringen in 4G IoT, terwijl er tegelijkertijd tijd wordt vrijgemaakt voor de ontwikkeling van nieuwe 5G IoT-standaarden.
De reden waarom het in deze band kan worden ingezet, is dat de afstand tussen de NR-subdragers 15 kHz vermenigvuldigd met een gehele macht van 2 bedraagt, wat precies een geheel veelvoud is van 4G IoT. Daarom kunnen de twee golfvormen goed naast elkaar bestaan in orthogonale/in-band-configuratie zonder elkaar te storen.
Bovendien is het draadloze 4G-IoT-netwerk niet afhankelijk van het kernnetwerk en kan het worden aangesloten op het 5G-kernnetwerk om te worden gebruikt.
De implementatie van eMTC en NB-IoT in de 5G eMBB-frequentieband
Rel-16 Internet of Things
3GPP bespreekt geavanceerdere nieuwe technologieën op het gebied van de fysieke laag voor het IoT in de latere versies van Rel-16 en daaropvolgende versies. Deze technologieën omvatten:
(1) NOMA – Niet-orthogonale meervoudige toegang
De tijd-frequentiedomeinbronnen van verschillende gebruikers zijn niet-orthogonaal
(2) Uplink zonder toewijzing – Uplink zonder planning
(3) Mesh-netwerken – mesh-netwerk/multi-hop-netwerk
Mesh-netwerk
Het doel van nieuwe technologieën is betere prestaties en efficiëntie, zoals: een miljoen verbindingen per vierkante kilometer (NOMA), een grotere dekking (Mesh), een lager stroomverbruik, enz. (Grant-free UL).
Kortom, 4G zal nog lange tijd blijven bestaan, en gezien de lange vervangingscyclus van IoT-apparaten zal 5G-IoT in bepaalde scenario’s waarschijnlijk de voorkeurstechnologie worden, in specifieke behoeften voorzien en nog lange tijd naast 4G-IoT blijven bestaan.
