LTE 技术文章
■由于很多物联网设备在全球范围内销售和使用，其中一个关键的要求便是随时随地安全连接到互联网。为确保安全的、无处不在的连接，设备需要采用蜂窝连接 - 不论是通过 4G LTE，还是之前传统的 2G 或 3G 标准。蜂窝连接可确保一定的质量和可靠性级别，这种连接质量和可靠性是其他技术所无法实现的。
■LTE 技术由 3GPP 基于 GSM 和 UMTS 开发，已然成为蜂窝通信标准。LTE 网络部署非常广泛，而这种技术可以为多种用户设备提供多种数据速率，增强性能并降低成本。这种灵活性使得 LTE 能够应对多种物联网应用，从游戏和移动计算等高频段、高数据速率应用到智能仪表和资产跟踪等低功耗、低数据速率的应用。随着 5G 应用的展开，当今应用 LTE 技术的物联网设备需要向前兼容下一代的标准。
■大部分物联网设备预计将用在低数据速率的应用中，这也是凸显 LTE 技术价值的领域。这种技术常被称作移动物联网，包括机器 LTE (LTE-M) 和窄带物联网 (NB-IoT)（图 2）。这些技术正被部署在当前的 LTE 网络上，而 NB-IoT 部署在带内或者较高类别 LTE 运营商的防护频带之内。移动物联网支持低于 1 Mbps 的数据速率，最低可达 30 Kbps，使得物联网设备制造商能够应对语音和数据核心应用。
■出于多种原因，设计人员在产品中选择使用 M-IoT 连接。 因为这种技术对于需要安全、实时设备到云端通信的任何应用来说都是理想之选，可用于远程监控、控制和管理。M-IoT 实现了低功耗的广域网连接，不仅可用于常见的消费类设备，如宠物追踪器和智能手表，也能用于工业应用，如油气计量、机器监测和工厂库存管理。它的部署范围也越来越广泛。根据 GSMA* 报道，自 2019 年 5 月开始 100 多个 LTE-M/NB-IoT 网络已经宣布启动或开始部署。
■由于 LTE-M 和 NB-IoT 采用了半双工模式，轮流发送和接收数据而不是实时发送和接收，因而改善了功耗性能。这些标准也支持网络和设备通信过程中把节能模式作为一种核心特征。因此，这些技术对于用电池供电的物联网设备来说非常具有吸引力。除了节能之外，采用半双工构架降低了前端模块的复杂性和成本 - 这对于“亿万”连接来说非常关键。为对 LTE-M 和 NB-IoT 提供补充，LTE Cat-1 支持基于语音的物联网应用，如报警面板和 ATM 机，以及可穿戴设备的流式音乐传输等数据速率较高但延迟较低的应用。
■LTE 对于终端用户的另一个关键优势是更为无缝的连接体验 - 不需要密码或配对。LTE 实现的物联网设备始终连接在蜂窝网络上，可以根据需要进行远程配置。LTE 的安全性提供了另一种优势。LTE 设备采用一种嵌入式 SIM 卡识别网络上的设备，而其网络采用多种验证和加密方案。此外，蜂窝网络提供的服务质量 (QoS) 控件可确保对加密数据实现最佳处理，同时最大程度降低流量延迟。
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