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全球移动通信协会的蜂窝物联网频谱白皮书详细解析
张生
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2016年下半年以来，以移动通信国际标准组织3GPP冻结NB-IoT（蜂窝窄带物联网）标准为标志，蜂窝物联网具备了快速、大规模发展的潜力。 IoT（物联网）于各经济体的数字经济转型具有非常重大的意义，目前，全球的物联网市场正在快速发展。在广域IoT市场中，移动通信网络扮演着重要角色，且正快速演进至能满足很多不同的、差异化较大的需求（相关应用涉及较广，从能能抄表到联网汽车），从而，蜂窝移动物联网就更为具备与其他IoT解决方案进行有效竞争的能力，进而驱动一系列的应用/服务创新。然而，蜂窝移动物联网接下来要实现快速发展，需要政府相关部门采取积极的监管框架（尤其是在移动物联网专用的无线频谱资源方面），全球移动通信协会认为，其中主要包括：（1）政府通信监管部门应该采取业务/技术中立政策来支持蜂窝移动物联网的发展；（2）为了能提供最为可靠、高质量的移动物联网业务服务，政府通信监管部门须为蜂窝移动物联网指配专用的授权型频谱资源；（3）授权型频谱具备支撑蜂窝移动物联网发展的容量及覆盖能力；（4）为扩大蜂窝移动物联网覆盖范围、降低成本，须进行相关的国际频谱协调；（5）于蜂窝移动物联网的后续发展方面，政府通信监管部门应该协同移动通信行业进行5G（第五代移动通信）网络频谱规划。
1、蜂窝物联网的发展背景、现状、展望
由M2M（机器到机器通信）及正在兴起的IoT所驱动的连接革命，是现代社会的一大最为重要的发展趋势，而且定将使能各行各业的数字化转型。调研报告“Machine Research 2015”显示，全球M2M连接数的总量，将有望从2014年的50亿增长至2024 年的270亿。这意味着，物联网将是可形成当下数字经济转型的“里程碑”的主要新兴市场——调研报告“Machina Research 2016”显示，全球物联网市场的盈利，将从2015年的8920亿美元跃升至2025年的4万亿美元。目前，大多数（72%）的M2M市场所采取的均是短距离、工作于非授权频谱的无线物联网技术（比如Wi-Fi、Zigbee等）。而如果要实现物联网的广域覆盖，则必须采取蜂窝移动物联网技术。调研报告“Machine Research 2015”显示，蜂窝物联网连接数的总量，将有望从2014年末的2.56亿增长至2014年末的22亿。而主要的蜂窝物联网应用市场将包括远程抄表（自来水表/天然气表/智能电表）、自动售货、车联网、医疗监测、应急报警、消费电子设备（如电子书阅读器，GPS导航装置，数字相机等）。在目前的广域M2M市场中，移动通信网络已经有较多的应用，且主要是通过GSM（2G）移动通信系统提供一些低带宽的物联网应用（如自动售货）、通过3G及4G LTE移动通信系统提供一些高带宽的物联网应用（如基于流式传输的移动视频）。由于相比于传统的用于人类的移动通信服务，广域物联网业务服务所涉及的种类要多得多，相关的需求也就有着很大的差异，从而就需要不断地演进蜂窝技术标准以使其能支撑所有的物联网应用场景。目前最新版本的蜂窝移动通信标准3GPP LTE Release 13可支撑蜂窝移动物联网技术的关键需求，包括：更长的电池使用寿命、更低的终端设备成本、更广的网络覆盖范围、更大的无线连接数支撑等。由于能进行非常深度的室内覆盖，且接入点的内置电池可持续使用10多年，3GPP LTE Release 13可成功支撑所有的LPWA（低功耗、广域）无线物联网应用（比如智能抄表）。其中所规范的LPWA技术包括蜂窝窄带物联网NB-IoT、演进型机器类通信eMTC、覆盖扩展型GSM物联网EC-GSMIoT。
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