我国5G候选方案正式提交，NB-IoT备胎转正
“2019年7月17日，itu-r wp5d#32会议在巴西布济乌斯结束。来自全球政府主管部门、电信制造及运营企业、研究机构共约180名代表参加了本次会议。
中国代表团主要由中国信息通信研究院、华为、中兴、中国信科、中国移动、中国电信、中国联通等单位构成。
在本次会议上，我国正式向itu（国际电信联盟）递交了imt-2020（5g）候选技术方案，并获得了itu的接收确认函。”
近日，我国5g候选方案正式提交，nb-iot备胎转正。这则消息对未来5g的走势有深远的启示，值得大家给予更多的关注。本篇文章将详细解读这条新闻背后的故事。
▋ 为什么要提交方案？
以前我们总是说3gpp开这个会那个会，这次不是。这次开会的，是itu。
itu，就是国际电信联盟。它是联合国的下属机构，专门负责信息通信技术相关事务，其中就包括制定全球电信标准。
换句话说，itu是唯一有资格发布“全球移动通信标准”的机构。
当年的3g td-scdma标准方案，如果大家还记得的话，就是中国1998年6月29日（截止的前一天）向itu提交的。td-scdma最终也成为全球3g正式技术标准之一。
这次在巴西举办的会议，itu负责收集的是5g候选技术方案。本次会议也是5g候选技术方案的提案截止会议，是提交候选方案的最后机会。
方案收集上来之后，itu会组织对这些方案进行评估。
明年，也就是2020年的6月，在wp5d#35会议上，itu会正式宣布最终的5g技术方案，也就是最终的5g标准。
▋ 我们提交了什么样的方案？
接下来我们详细说说中国提交的这个技术方案。
这个方案，新闻称之为5g无线空口技术（rit）方案。该方案包括两个部分，一个是大家熟悉的3gpp新空口（5g nr），还有一个，是nb-iot。
是的，你没看错，nb-iot，narrow band internet of things（窄带物联网技术）。
nb-iot和它的兄弟emtc，都是基于4g lte技术“改造”出来的蜂窝物联网技术。
我们简单回顾一下nb-iot和emtc的身世。
早在2008年，lte的第一个版本r8（release 8）中，除了有满足宽带多媒体应用的cat.3、cat.4、cat.5等终端等级外，也有上行峰值速率仅有5mbit/s的终端等级cat.1，可用于物联网等“低速率”应用。
注意！这里的cat并不是猫的意思，是category的缩写，“种类，分类”的意思。cat.x说的就是ue-category，ue是用户设备（user equipment ）。cat.x这个值就是用来衡量用户终端设备无线性能的，说白了就是用来划分终端速率（等级）的。
不同的cat，不同的速率
在lte发展初期，cat.1并没有被业界所关注。但是，随着可穿戴设备的逐渐普及，cat.1逐渐被重视起来。
不过，cat.1终端需要使用2根天线，对体积敏感度极高的可穿戴设备来说仍然“要求过高”（一般只配备1根天线）。所以，在r12/r13中，3gpp多次针对物联网进行优化。
首先是在r12中增加了新终端等级cat.0，放弃了对mimo（多天线）的支持，简化为半双工，峰值速率降低为1mbit/s，终端复杂度降低为普通lte终端的40%。这样一来，初步达到了物联网的成本要求。
但是，虽然cat.0终端的信道带宽降至1.4mhz，但射频的接收带宽仍为20mhz（太大）。
于是，3gpp在r13中又新增cat.m1等级的终端，信道带宽和射频接收带宽均为1.4mhz，终端复杂度进一步降低。
而cat.m1，也就是我们的emtc。它还有一个名字，叫做lte-m。这个m，就是machine（机器）的意思。
此外，3gpp在r13中同时新增了一个cat.nb-1，它的接收带宽仅180khz，更低。
这个cat.nb-1，就是我们的nb-iot。
所以说，emtc和nb-iot都是3gpp这一个妈生的，算是兄弟俩。
nb的本质，就是一个精简版的lte。
为了支持海量终端同时接入，为了拥有更好的覆盖增益，为了更持久的待机时间，nb-iot使用了比lte小得多的子载波带宽，采用了更简单的待机休眠机制，同时，对lte协议进行了大量的删减。
如果说lte是公路上的大巴，那nb-iot就是穿梭其中的电动车。
ltevs nb-iot
▋ 方案的背后，究竟意味着什么？
nb-iot作为精简版的lte，怎么就突然摇身一变，变成了5g技术标准了呢？
这还是要从5g的应用场景开始说起。
众所周知，itu定义了5g的三大应用场景，作为5g指标的参考目标。也就是说，真正的5g，必须具备这些场景的应对能力。
三大场景，分别是embb、urllc和mmtc:
embb：enhance mobile broadband，增强型移动宽带。
urllc：ultra reliable & low latency communication，低时延、高可靠通信。
mmtc：massive machine type communication，海量机器类型通信。
三大场景中，最受公众关注的，我们最熟悉的，是embb。
大家都知道，在已经过去的这些年里，4g获得了巨大的成功。4g，其实就是mbb，mobile broadband（移动宽带）。
它和智能手机相互配合，彻底激发了用户的移动上网需求，推动了流量的爆炸式增长，也带动了信息通信整个产业链的繁荣。
而5g的embb，就是在4g mbb基础上，对带宽和速率的进一步升级。
正因为如此，行业内外都对embb寄予厚望，将embb需求视为5g的主要动力来源。很多人认为，embb的高速率，大带宽，能够带来更好的用户体验，能够刺激数字时代的进一步繁荣，应该优先推动商用建设。
但是5g真正的意义是在于物联网场景。它的主要服务对象，是包括工业互联网、智慧城市等在内的垂直行业。
这就导致一个很尴尬的局面——设计5g的人，希望大家更多关注urllc和mmtc；而绝大多数人，则把兴趣都集中在embb上。
在现实情况中，urllc和mmtc的处境也确实有一点点微妙。所有人都知道它们是有需求的，但是没有任何人知道需求的爆发点究竟在哪，什么时候会出现。
这就好像你是一个厨师，你知道三位有钱的食客一定会来，但是不知道他们会在什么时候来。
那么你在准备食材的时候，心里就一定会犯嘀咕，会犹豫。
对于embb这位食客，其实是不需要犹豫的，他就在眼前。而且他的需求比较明确，比较强烈（至少看上去强烈）。所以，作为厨师，一定要搞一个全新的5g nr，提供超高的带宽，满足他的需求。
对于urllc这位食客，他口味有点独特。他的需求关键，是时延。这个也是现有技术（食材）搞不定的，必须通过5g nr，配合切片技术，加以满足。
最麻烦的食客，就是mmtc海量机器通信。它的情况和前两者完全不同。
nb-iot的容量是每小区5万个终端。有测试数据显示nb-iot覆盖半径2公里左右，折算一下，每平方公里大约是4000个终端。
5g mmtc场景，itu给出的指标要求是每平方公里100万的终端。两者看似差距很大，但是冷静下来想想，在现实情况中，究竟有多少用户需要每平方公里接入100万个终端？
按目前的实际商用网络，最多也就1000个终端。
换句话说，nb-iot基本上够用了。在需求还不是很明确的情况下，搞一个全新的mmtc技术，成本太高，投入太大，没有必要。
所以，3gpp希望利旧现有的nb-iot/emtc。对3gpp背后的整个通信行业来说，这是最合理的选择。
nb-iot/emtc标准从2016年冻结后至今，已有3年的时间。想象中的物联网应用爆发式增长，并没有如期而至。在这个情况下，执意推动nb-iot和emtc的升级换代，确实没有任何实际意义。
2018年3月19-22日，在印度金奈召开的3gpp无线接入网第79次全会上，与会代表们明确了r16版本5g新空口中不会对低功耗广域物联网的用例进行研究和标准化，低功耗广域物联网（lpwan）用例会继续依靠nb-iot和emtc的演进。
也就是说，3gpp推迟在r16中进行mmtc标准化，并将现有的nb-iot/emtc标准纳入5g物联网。
与此同时，3gpp一直在努力向itu证明，nb-iot/emtc标准能够满足itu关于5g物联网低功耗广覆盖的愿景和需求。
在希腊雅典召开的3gpp会议上，相关企业就提交了针对nb-iot和emtc满足5g mmtc连接密度的需求评估报告。相关报告的结论显示，nb-iot和emtc满足了itu提出的5g mmtc连接密度的需求，这给nb-iot和emtc纳入5g物联网家族打下来基础。两份评估报告如图：
《nb-iot/emtc满足5g物联网需求评估》（来源：3gpp）
可以看到，报告的提出者，是爱立信和华为（nb的主要推手）
2018年3月，sierra wireless、爱立信、altair等20家知名厂商联合发布了lte-m（emtc）满足5g要求的评估报告，报告更是从单位容量带宽需求、数据速率、消息时延、电池寿命等多方面进行评估，结果显示emtc的性能完全符合itu提出的5g物联网的需求。
为了让nb-iot和emtc能够更好地融入5g，3gpp还做了很多工作。例如实现nb-iot和emtc支持在5g nr带内部署（也就是让nb-iot和emtc能够使用5g的频段），让nb-iot和emtc能够使用5g网络的系统侧设备（例如基站和核心网），等等。
可以说，nb-iot和emtc完全具备了平滑升级后融入5g网络的基础条件。
以上，就是nb-iot备胎转正背后的故事。
中国这次提交的rit方案，理念和3gpp是非常一致的。
在需求并不明朗的情况下，盲目研发新技术，会给产业链带来巨大的压力，也会增加网络建设成本，最终等于是拿钱打水漂。
在nb-iot和emtc的基础上，做好物联网需求的孵化，解决落地遇到的问题，尽快找到爆发增长点，无疑是更加理性的做法。
5g启动前期的狂热气氛终究会消退，如何面对5g漫长的落地周期，才是整个行业和社会真正应该认真思考的问题。
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近日，我国5g候选方案正式提交，nb-iot备胎转正。这则消息对未来5g的走势有深远的启示，值得大家给予更多的关注。本篇文章将详细解读这条新闻背后的故事。
▋ 为什么要提交方案？
以前我们总是说3gpp开这个会那个会，这次不是。这次开会的，是itu。
itu，就是国际电信联盟。它是联合国的下属机构，专门负责信息通信技术相关事务，其中就包括制定全球电信标准。
换句话说，itu是唯一有资格发布“全球移动通信标准”的机构。
当年的3g td-scdma标准方案，如果大家还记得的话，就是中国1998年6月29日（截止的前一天）向itu提交的。td-scdma最终也成为全球3g正式技术标准之一。
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是的，你没看错，nb-iot，narrow band internet of things（窄带物联网技术）。
nb-iot和它的兄弟emtc，都是基于4g lte技术“改造”出来的蜂窝物联网技术。
我们简单回顾一下nb-iot和emtc的身世。
早在2008年，lte的第一个版本r8（release 8）中，除了有满足宽带多媒体应用的cat.3、cat.4、cat.5等终端等级外，也有上行峰值速率仅有5mbit/s的终端等级cat.1，可用于物联网等“低速率”应用。
注意！这里的cat并不是猫的意思，是category的缩写，“种类，分类”的意思。cat.x说的就是ue-category，ue是用户设备（user equipment ）。cat.x这个值就是用来衡量用户终端设备无线性能的，说白了就是用来划分终端速率（等级）的。
不同的cat，不同的速率
在lte发展初期，cat.1并没有被业界所关注。但是，随着可穿戴设备的逐渐普及，cat.1逐渐被重视起来。
不过，cat.1终端需要使用2根天线，对体积敏感度极高的可穿戴设备来说仍然“要求过高”（一般只配备1根天线）。所以，在r12/r13中，3gpp多次针对物联网进行优化。
首先是在r12中增加了新终端等级cat.0，放弃了对mimo（多天线）的支持，简化为半双工，峰值速率降低为1mbit/s，终端复杂度降低为普通lte终端的40%。这样一来，初步达到了物联网的成本要求。
但是，虽然cat.0终端的信道带宽降至1.4mhz，但射频的接收带宽仍为20mhz（太大）。
于是，3gpp在r13中又新增cat.m1等级的终端，信道带宽和射频接收带宽均为1.4mhz，终端复杂度进一步降低。
而cat.m1，也就是我们的emtc。它还有一个名字，叫做lte-m。这个m，就是machine（机器）的意思。
此外，3gpp在r13中同时新增了一个cat.nb-1，它的接收带宽仅180khz，更低。
这个cat.nb-1，就是我们的nb-iot。
所以说，emtc和nb-iot都是3gpp这一个妈生的，算是兄弟俩。
nb的本质，就是一个精简版的lte。
为了支持海量终端同时接入，为了拥有更好的覆盖增益，为了更持久的待机时间，nb-iot使用了比lte小得多的子载波带宽，采用了更简单的待机休眠机制，同时，对lte协议进行了大量的删减。
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embb：enhance mobile broadband，增强型移动宽带。
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mmtc：massive machine type communication，海量机器类型通信。
三大场景中，最受公众关注的，我们最熟悉的，是embb。
大家都知道，在已经过去的这些年里，4g获得了巨大的成功。4g，其实就是mbb，mobile broadband（移动宽带）。
它和智能手机相互配合，彻底激发了用户的移动上网需求，推动了流量的爆炸式增长，也带动了信息通信整个产业链的繁荣。
而5g的embb，就是在4g mbb基础上，对带宽和速率的进一步升级。
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但是5g真正的意义是在于物联网场景。它的主要服务对象，是包括工业互联网、智慧城市等在内的垂直行业。
这就导致一个很尴尬的局面——设计5g的人，希望大家更多关注urllc和mmtc；而绝大多数人，则把兴趣都集中在embb上。
在现实情况中，urllc和mmtc的处境也确实有一点点微妙。所有人都知道它们是有需求的，但是没有任何人知道需求的爆发点究竟在哪，什么时候会出现。
这就好像你是一个厨师，你知道三位有钱的食客一定会来，但是不知道他们会在什么时候来。
那么你在准备食材的时候，心里就一定会犯嘀咕，会犹豫。
对于embb这位食客，其实是不需要犹豫的，他就在眼前。而且他的需求比较明确，比较强烈（至少看上去强烈）。所以，作为厨师，一定要搞一个全新的5g nr，提供超高的带宽，满足他的需求。
对于urllc这位食客，他口味有点独特。他的需求关键，是时延。这个也是现有技术（食材）搞不定的，必须通过5g nr，配合切片技术，加以满足。
最麻烦的食客，就是mmtc海量机器通信。它的情况和前两者完全不同。
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5g mmtc场景，itu给出的指标要求是每平方公里100万的终端。两者看似差距很大，但是冷静下来想想，在现实情况中，究竟有多少用户需要每平方公里接入100万个终端？
按目前的实际商用网络，最多也就1000个终端。
换句话说，nb-iot基本上够用了。在需求还不是很明确的情况下，搞一个全新的mmtc技术，成本太高，投入太大，没有必要。
所以，3gpp希望利旧现有的nb-iot/emtc。对3gpp背后的整个通信行业来说，这是最合理的选择。
nb-iot/emtc标准从2016年冻结后至今，已有3年的时间。想象中的物联网应用爆发式增长，并没有如期而至。在这个情况下，执意推动nb-iot和emtc的升级换代，确实没有任何实际意义。
2018年3月19-22日，在印度金奈召开的3gpp无线接入网第79次全会上，与会代表们明确了r16版本5g新空口中不会对低功耗广域物联网的用例进行研究和标准化，低功耗广域物联网（lpwan）用例会继续依靠nb-iot和emtc的演进。
也就是说，3gpp推迟在r16中进行mmtc标准化，并将现有的nb-iot/emtc标准纳入5g物联网。
与此同时，3gpp一直在努力向itu证明，nb-iot/emtc标准能够满足itu关于5g物联网低功耗广覆盖的愿景和需求。
在希腊雅典召开的3gpp会议上，相关企业就提交了针对nb-iot和emtc满足5g mmtc连接密度的需求评估报告。相关报告的结论显示，nb-iot和emtc满足了itu提出的5g mmtc连接密度的需求，这给nb-iot和emtc纳入5g物联网家族打下来基础。两份评估报告如图：
《nb-iot/emtc满足5g物联网需求评估》（来源：3gpp）
可以看到，报告的提出者，是爱立信和华为（nb的主要推手）
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为了让nb-iot和emtc能够更好地融入5g，3gpp还做了很多工作。例如实现nb-iot和emtc支持在5g nr带内部署（也就是让nb-iot和emtc能够使用5g的频段），让nb-iot和emtc能够使用5g网络的系统侧设备（例如基站和核心网），等等。
可以说，nb-iot和emtc完全具备了平滑升级后融入5g网络的基础条件。
以上，就是nb-iot备胎转正背后的故事。
中国这次提交的rit方案，理念和3gpp是非常一致的。
在需求并不明朗的情况下，盲目研发新技术，会给产业链带来巨大的压力，也会增加网络建设成本，最终等于是拿钱打水漂。
在nb-iot和emtc的基础上，做好物联网需求的孵化，解决落地遇到的问题，尽快找到爆发增长点，无疑是更加理性的做法。
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