LTE Release 13的MTC增強功能：eMTC

作為LTE版本13的一部分，LTE采取了對進一步增強大規模MTC應用支持的附加步驟，這是一種被稱為增強型MTC（eMTC： enhanced MTC）的活動。這項活動的主要目標是：

進一步降低設備成本，要求低于第12版UE類別0所實現的成本。

與Release 13之前的設備相比，擴展了具有目標的低速大量MTC設備的覆蓋范圍，使其能夠在增加至少15 dB的耦合損耗情況下也能運行。

在高層次上，eMTC的主要新特征包括：

器件側的RF帶寬更窄，可進一步降低器件復雜性和相應的成本;

廣泛的重復下行鏈路和上行鏈路收發，實現低速率服務的擴展覆蓋;

擴展DRX。

1，NARROWeBAND操作

release-13 eMTC設備只需要通過與最小LTE載波帶寬相對應的即時帶寬（即大約1.4 MHz）來支持傳輸和接收。

2，通過重復方式進行覆蓋增強

3GPP eMTC活動的第二個目標是為低速率MTC應用提供顯著的覆蓋擴展。 eMTC設計的明確目標是與Release 13之前的設備相比，能夠實現與耦合損耗相差至少15 dB的操作。

圖4、跳頻操作

重要的是要明白，eMTC的目標不是擴大給定數據速率的覆蓋范圍。相反，通過降低數據速率來擴展覆蓋范圍。

3，下行鏈路傳輸：PDSCH和MPDCCH

4，UPLINK傳輸：PUSCH和PUCCH

5，同步信號和BCH

6，系統信息塊

7，隨機訪問

8，擴展DRX

總結

在今天和昨天的文章中我們介紹了蜂窩行業面臨的大量M2M應用所帶來的挑戰以及M2M標準化解決方案的基礎。我們還提供了目前正在為有效支持M2M通信而被指定的解決方案的講解。我們特別探討了3GPP中M2M特定標準化活動的重要方面，以提供針對蜂窩使用優化的標準化解決方案。

對于未來，M2M標準將在短期內繼續發展并繼續給行業帶來挑戰，其中多個標準可能針對M2M通信的某些特定屬性（例如，成本，覆蓋率，移動性和安全性）來說可能是最佳的。從長遠來看，M2M設備的長壽以及降低大規模部署成本的需求將推動行業制定統一的標準，這也將需要與目前的生態系統共存。 M2M設備的壽命將特別要求將來可能在可預見的將來保持的通信網絡，并且在短期內不會過時。單一的無線電接入解決方案需要作為單一的標準化解決方案開發，該無線電接入解決方案應該具有高度適應性，但是針對具有低復雜性和低功耗利用率的M2M應用特別適用于特定的標準化解決方案。對于蜂窩運營商來說，非常重要的是也應該支持與當前通信基礎架構的良好共存。

我們觀察到一個有趣的轉變是，如果蜂窩MTC解決方案將符合工業控制應用要求的條件，這將需要網絡幾乎零中斷，并且還支持幾毫秒的有保證的端到端延遲，而不是幾百毫秒的延遲。與后者相關的要求的是需要訪問過程進行根本轉變，以確保適當地處理擁塞以及確保核心網絡不會由于服務網關（S-GW）和分組網關（P-GW）的特殊的分層設計形式而引起額外的延遲。為此，參考文獻（參考：http://www.ctr.kcl.ac.uk/seminars/slides/MASSIMO_CONDOLUCI.pdf）的作者提出了如圖5所示的修正架構，它主張使用毫微微小區，即家庭eNB（HeNB）來降低擁塞，延遲和能量消耗，并以一個純粹的宏單元部署來進行了說明。 HeNB-GW在回程中的強制使用確保不會在核心網中發生數據和信令擁塞，因為數據和控制流量可以捆綁和限制。此外，它還提供其他M2M技術（如低功耗Wi-Fi）的直接接入，而無需經由P-GW。

圖5、通過HeNB / HeNB-GW對超LTE MTC接入3GPP LTE-A核心的增強網絡架構

使用這個示例架構提供的好處可以歸納如下：

HeNB-GW和MME之間的一個流控制傳輸協議（SCTP）關聯。在LTE-A中，在交換控制平面業務的兩個實體之間創建SCTP關聯。通過使用HeNB-GW，大量HeNB的存在并不意味著會發生MME擁塞。實際上，只有HeNB-GW向MME而不是每個單個HeNB發送SCTP消息。此外，由于HeNB的接通/斷開而導致的SCTP關聯設施和釋放的數量被最小化。

服務網關的可擴展性。與直接HeNB連接相比，HeNB-GW和S-GW之間的GPRS信道協議（GTP）導致UDP和IP連接的數量大大降低。以這種方式，HeNB的數量可能增加，而不增加由S-GW管理的UDP / IP路徑和GTP回顯消息的數量。

分頁優化。可以在HeNB-GW內實現用于向被管HeNB下行鏈路數據傳輸的優化尋呼機制，以減少等待時間。

未來，3GPP可能會接受學術界和工業界提出的一些建議來進一步優化與MTC相關的協議。總體而言，市場將在未來幾年展示蜂窩MTC對最終用戶，即重工業和汽車行業等的有效價值主張。