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08 Jan 2022

况且,即使在 5G 面世时,4G LTE-M 和 NB-IoT 设备也没有过时的迹象。

现有的 4G LTE 设备将继续无缝连接到 4G LTE 无线接入网络,即便在它们将来演进并能够支持第一代 5G 网络时,也是如此。

现有的 4G LTE 设备将继续无缝连接到 4G LTE 无线接入网络,即便在它们将来演进并能够支持第一代 5G 网络时,也是如此。 

当行业领先的 3GPP 联盟成员开始起草最终定义第五代移动通信技术 (5G)的 标准时,有一点是明确的:5G 技术不会取代 4G LTE。相反,它将对 4G LTE 起到促进作用,使蜂窝通信技术的潜在范围进一步扩展到众多针对消费、工业、汽车等市场的新应用。

为了信守承诺并谨防阻碍 LTE-MNB-IoT(4G-LTE 的两种低功耗广域(LPWA)蜂窝通信技术)的市场增长,3GPP 已在不遗余力地推动 4G-LPWA 技术与 5G 无线接入网络的兼容性。由于 Rel 16 和 Rel 17 仍在制定中,并且相关芯片组和设备预计要到 2023 年才能生产出来,因此在可预见的未来,LTE-M 和 NB-IoT 仍将继续服务于它们的使用场景。

LTE-M 和 NB-IoT 在 3GPP Rel 13 中定义,并在 Rel 14 中演进了一些附加功能。这些 4G LTE 无线接口技术旨在允许一组新兴的应用能够通过功率受限且覆盖范围更广的设备偶尔传输少量数据。随着全球网络的不断推出和成熟,LTE-M 和 NB-IoT 的市场份额会不断扩大。

由于首批 5G 网络即将推出的消息大肆炒作,我们看到已有客户对 4G LTE LPWA 设备与新 5G 网络基础设施的兼容性表示担忧。具体而言,担忧主要集中在 3GPP Rel 13 兼容型设备的性能是否逊于 3GPP Rel 14 兼容型设备。很明显,我们应该澄清一下。

与 5G 无线接入网络兼容...
首先需要指出的是,无论是 LTE-M,还是 NB-IoT,都不使用 5G New Radio (NR) 无线接口。事实上,5G NR(优化了 LTE 技术目前使用的波形)直到 3GPP Rel 15 才被定义,并且 3GPP Rel 15 已于 2019 年冻结。此外,符合 3GPP Rel 15 和 16 要求的 NB-IoT 和 LTE-M 设备将继续使用 4G LTE 无线接口。这是因为为 NB-IoT 和 LTE-M 提供带内支持的 5G NR 无线接入网络将仅在 3GPP Rel 16(预计于 2020 年 6 月完成)中定义为可选项(是否支持由移动网络运营商自行决定)。

5G RAN 可能被设计为像 4G RAN 对于 LPWA 设备那样,因为 3GPP 打算使其 5G RAN 与传统的 Rel 13-15 LPWA 设备兼容。无论如期实现兼容,还是 5G RAN 只适用于 Rel 16+ 设备,仍有待观察。我们只有在 3GPP Rel 16 冻结后才可以更好地了解这一点。   

另外值得注意的一点是,目前部署的基于 5G NR 的 RAN 是使用 LTE 网络连接作为锚点,在现有 4G LTE 无线接入网络的基础上构建的。事实上,这些 LTE 网络预计会在未来许多年内保持不变 - 据我们了解,没有一家 MNO 宣布 LTE 停止使用期限 - 这意味着现有的 Rel 13 和 Rel 14 LTE-M 和 NB IoT 设备,以及数十亿的“传统”Rel 8-14 4G LTE 设备将继续与它们无缝连接。即使 5G 网络以覆盖的方式部署(主要分布在与 4G LTE 同类网络不同的频率上
.[1]

...以及任何与 4G 兼容的 5G 核心网络),也是如此。

目前,性能优于 4G 演进包核心 (EPC) 网络的新 5G 核心网络正在部署中。这些核心网络是否提供与 4G LTE 设备的兼容性将取决于 MNO 对体系架构的选择。5G 核心网络可以支持通过 4G LTE RAN 连接的传统 4G LTE 设备以及通过 5G NR RAN 连接的 5G NR 设备。然而,如果与 5G 无线接入网络兼容,Rel 13 兼容型设备和 Rel 14 兼容型设备在与 5G 核心网络的互操作性方面没有区别。向后兼容性内置于 5G 核心网络中。

4G LPWA 技术(可以说)已经是 5G 了
进而可以推出,LTE-M 和 NB-IoT 已经是 5G 技术,因为它们满足了 ITU 的 IMT-2020 对于 5G 大规模物联网使用场景的要求。这是一个令人困惑的论断,不应被误解为这些设备是使用 5G NR 无线接口构建的;它们现在肯定不是,将来也不会是。但这表明,3GPP 不会轻易取代这些技术,因为它们仍具备增长动力。

基于 5G NR 的物联网设备终会迎来出头之日,但随着 3GPP Rel 17 于 2021 年敲定,它们不太可能在 2023 年之前上市。也就是说,考虑到 5G“NR-Light”规范将针对目前具有 LTE Cat 1 或 Cat 4 性能级别的使用场景,基于 5G NR 的物联网设备将不会覆盖当今 LTE-M 和 NB-IoT 设备的使用场景。

综上所述,如果您要在符合 3GPP Rel 13 标准与符合 Rel 14 标准的 LTE-M 和 NB-IoT 设备之间做出决择,那么与未来网络的兼容性不应该是决定性因素。当今的 LTE-M 和 NB-IoT 技术,无论是符合 Rel 13 标准还是 Rel 14 标准,都可以部署而不必担心过时。

 

[1]此外,至少在未来五到十年内,即使是最激进的 5G 部署市场,也会在提供 5G 信号的同时提供 4G LTE 信号。

Craig Miller

u-blox 蜂巢产品中心产品战略部

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