本文將對蜂窩物聯網的幾個關鍵規范做一個概述，可以作為一個敲門磚，拋磚引玉。

　　1. 物聯網通訊和LTE的蜂窩物聯網技術

　　用在物聯網應用中的技術解決方案非常多，各種各樣的行業、技術標準組織都在制定對應的物聯網技術方案，有的在制定中，有的還在原型測試，有的具有獨立知識產權的技術方案已經在市場中應用。表-1-是目前比較流行的物聯網方案的對比表，從中可以看到各種物聯網通訊技術的技術特點。

　　表-1- 主流物聯網通訊技術對比表

　　物聯網設備其實主要具備如下6大特點：

　　(1) 設計簡單： 系統復雜度低能保證IoT設備在惡劣環境下正常工作，

　　(2) 成本低廉： IoT設備一般都是成本低，量很大，

　　(3) 大覆蓋范圍： 要保證一些在地下室的儀表、設備的數據能傳輸出去，

　　(4) 低功耗：大部分應用場景都需要使用電池功能，而且需要能工作好幾年，

　　(5) 低速率：比如一些抄表的應用中，一天也只需要傳輸幾十個字節就足夠了，

　　(6) 海量設備接入：你可以想象一下一個小區里面的各種儀表和機器的數量是上萬的。

　　盡管用于物聯網的通訊技術很多，但到目前為止也沒看到哪個技術有一統江湖的趨勢。不過這個局面可能很快就要被打破了，3GPP終于開始在物聯網方面采取了行動，在LTE增強版中制定了Release12和Release13的標準，用來應對各種不同機器設備之間的通訊(MTC)和物聯網(IoT)需求。

　　對于3GPP針對物聯網的技術標準，相關的信息總是很零碎，所以我在這里做一次匯總，希望大家能對蜂窩物聯網技術有個基本的了解。

　　為什么單純的LTE網絡對于物聯網是不理想的? LTE設計時是為了解決一個最主要的需求： 它必須足夠快。盡管該技術可以滿足移動寬帶通訊的需求，但是它無法用在別的一些應用產品中得到很好的運用，比如穿戴式設備，工業傳感器，家用電器等等。這種設備的特點是尺寸小，電池供電，而且經常會被放在諸如地下室等網絡覆蓋不好或者甚至無信號的地方。在大多數情況下，家里的IoT設備會利用本地局域網或者一個附近的IoT集中器，將IoT設備的數據通過WiFi，有線，DSL和光纖轉發出去。但有些情況這種方法不適用，比如，對于地下室安裝的功率計或者工業用的功率計，所以，最好是能使用現成的蜂窩網絡作為骨干網。

　　LTE和物聯網

　　盡管GSM曾經是，現在仍舊是很多物聯網通訊使用的技術，但是這個技術太陳舊，而且很多網絡運行商遲早會關掉它。這樣未來只能在LTE網絡中增加物聯網通訊的特功能，但是，LTE當初的設計并沒有考慮到要在一個扇區里面處理成千上萬的機器設備，或者支持那些只傳輸很少數據的低復雜度的便宜玩意。在過去的幾年，3GPP對LTE技術增加了幾個增強型的標準，一些做了簡化，一些是完全新的，用來實現連接IoT設備，這些新制定的標準能夠滿足如下幾個條件：

　　(1) 設備的射頻模塊成本很低，低于5美金，

　　(2) 室內深入覆蓋，以及比現有的LTE更大的覆蓋范圍，

　　(3) 每個扇區支持最大50,000個設備，這些設備一天只會傳很少的字節，

　　(4) 超低功耗，對于一天只需要傳幾個字節的設備，電池壽命要最大到10年,

　　(5) 支持設備在低速率下工作，比如說，最大吞吐量只有幾百K每秒，實現設計簡單和低成本，而且可以極大的提高射頻的靈敏度(實現室內的深度覆蓋)。

　　很明顯，單獨一種IoT射頻標準是不能滿足所有的物聯網應用場景的。一些IoT設備想比較頻繁的傳輸數據，比如采用每秒幾百K的速率進行傳輸，盡管這樣會犧牲一些功耗，降低室內的覆蓋范圍。一些IoT設備可能只需要在一天里面傳輸50個字節數據就夠了，但是這些設備可能距離基站的距離非常遠，或者安裝在一些很深的地下室，以至于10或者20MHz帶寬的LTE網絡是不能覆蓋的。為了滿足這兩種極端情況，3GPP制定了一些增強型的標準：

　　(1) LTE Category 1 這種設備可以速率達到10Mbps

　　(2) LTE Category 0 這種設備速率可以達到1Mbps

　　(3) LTE Category M1 這種設備速率可以達到1Mbps，并且在降低功耗方面上做了優化。

　　(4) LTE Category M2 也被稱為Narrow-Band IoT，這種設備速率只有幾百Kbps，但是在功耗上做了很大的優化，并且可以擴大室內覆蓋范圍。

　　上面四個類型設備的共同點是，他們都能和現在部署好的LTE網絡通訊，只需要對基站和核心網的軟件進行升級即可。有個很重要的一點就是，基站可以同時處理傳統的LTE網絡、LTE-Advanced移動寬帶網絡、以及上述的增強型物聯網網絡。簡言之，就是不需要為IoT物聯網通訊專門設計一個特有網絡。

　　2. LTE Cat-1和Cat-0設備

　　我們先介紹兩個早期的針對3GPP針對物聯網應用的通訊規格，以及他們的應用場景。

　　LTE Cat-1 設備 實際上在3GPP LTE很早期的標準里，EUTRAN規范(3GPP Release 8)里面就包含了一種設備叫Category 1(Cat-1),這種設備的設計很簡單并且很省電，它的速率最大只能達到10Mbps。為了降低復雜度，Cat-1是在2008年唯一種可以使用單天線的設備類型，也就是說它不支持MIMO(多進多出)。這些都是理論描述，但是在過去的8年時間里,這種類型的設備不是很受歡迎,以至于在市面上從來沒有見過這種類型的設備。

　　LTE Cat-0 設備 and PSM 又過了很多年，3GPP在Release12中更進了一步,定義了LTE Category 0(Cat-0)設備。該設備的速率被進一步裁剪到1Mbps。采用半雙工機制,盡管是可選特性,但是卻大大降低了成本,復雜度和功耗，原因是用一個天線收發切換開關(switch)代替了全雙工濾波器,這種機制使得設備不能同時收發。

　　另外，該標準還定義了省電模式，該模式擴展了LTE規范，增加了一個射頻接口狀態。以前的設備連接模式是這樣的，一種情況是和網絡建立一個射頻連接，另一種情況是實際上沒有建立連接，但是可以通過保持它的IP地址建立一種邏輯上的連接。就算沒有連接，設備仍舊能收到來自基站發送的尋呼(paging)包，并被喚醒工作。PSM擴展了這個機制，PSM規定設備可以繼續保持IP地址，并且可以在一個非常長的時間內都不需要接收paging請求，這個時間最大可以設置成12.1天。在PSM狀態下，設備甚至不需要定期發送Tracking Area Updates。這樣做的缺點是，當在PSM狀態時，設備是無法通訊的。因為不同的應用需要不同的PSM時間，設備需要設置一個定時器值，用來控制在進入PSM之前需要保持多長時間可通訊狀態。第二個定時器值是在LTE Attach Message里面發送出去的，表示PSM的持續時間。網絡可以在Attach Accept Message里面確認和修改這些值。

　　盡管PSM不需要對射頻接口的物理層進行修改，但是需要修改NAS，這樣才能，當有數據來的時候，核心網知道哪些設備是可以通訊的，哪些是不可以的。Cat-1設備可以工作上現在的所有LTE網絡中，但是CAT-0設備只在3GPP 的Release12中規定，所以在網絡側需要進行軟件更新才能支持該標準。

　　3. Cat-M1設備

　　標準LTE設備的20MHz帶寬是增加LTE產品復雜度和功耗的一個主要原因，所有LTE設備類型的LTE設備被要求能檢測控制信道或者在某個信道接收數據，這些信道的帶寬最大能到20MHz這么寬。對于IoT設備來說，速率是次要的。

　　LTE Category M1設備 Cat-M1設備，是在3GPP Release 13標準中制定的，他的最大工作帶寬只有1.4MHz，所能支持的最大速率是1Mbps。這需要對LTE的物理層進行修改，因為標準的LTE控制信道一般都是工作在標準的LTE信道帶寬(比如說20MHz)。

　　為了滿足Cat-M1設備的需求，LTE標準新增了幾個控制信道，這些控制信道對標準LTE設備是不可見的，并且帶寬只有1.4MHz。要注意的是，LTE總的占用頻譜寬度仍舊是20MHz，但是CAT-M1設備只占用其中的1.4MHz帶寬。為了能擴展扇區覆蓋范圍或者為了進一步改善室內覆蓋，信號信息和用戶數據可以重復傳輸，但是這樣做會增加額外的冗余。

　　跟CAT-0設備一樣，CAT-M1類型設備一樣也要對網絡進行軟件升級。如果不升級，CAT-M1設備甚至不能搜索到網絡，因為針對CAT-M1的新的信號頻道都沒有廣播數據出來。

　　很多資料提到了CAT-M設備，那么CAT-M和CAT-M1之間有什么區別呢?我覺得他們指的是一個東西。有些人的觀點是CAT-M被改名成了CAT-M1，因為3GPP IoT工作組在Release 13規定中引入了新的窄帶物聯網標準，現在這個標準叫NB-IOT，也叫CAT-M2。

　　4. NB-IoT/Cat-M2設備

　　事實上，前面的三種類型設備只是對現有3GPP LTE標準的細枝末節的修改，NT-IOT工作組致力于提出了一個更加激進的技術方案。在3GPP內部，針對NO-IOT的技術方案有幾個在學習研究中，在3GPP TR45.820里面，里面有500多頁詳細介紹了這些技術方案。在2015年9月，3GPP終于達成了一致， 從中選擇了一種解決方案。關于這個決策的細節現在歸檔在NB-IOT工作組的描述文檔中，可以參考RP-151620。

　　可以用在任何地方的超窄帶，物聯網模塊的成本要很低，必須低于5美金一塊，速率可以非常低，這樣可以降低功耗，增強室內覆蓋范圍，NB-IoT對于曾經針對移動寬帶應用的LTE技術來說，是一個革命性的突破：NB-IOT的工作帶寬只有180KHz。這個帶寬跟移動寬帶LTE的20MHz帶寬來說是太小了，更別用說那些三倍于20MHz帶寬的載波聚合設備，現在的載波聚合設備可以綁定3個下行信道。不僅如此，NB-IOT信道也是用和LTE物理層一樣的正交頻分復用技術，采用相同的子載波空間，OFDM符號周期，時隙格式，時隙長度和子幀時長，而且還是用相同的LTE的RLC，RRC和MAC協議。

　　部署靈活和后向兼容 NB-IOT的180KHz帶寬還有一個很顯著的特點是，它的部署可以有3種不同的方案，如圖-1-所示。一個方案是在LTE帶寬內部署一個或幾個NB-IOT信道。第二種方案是使用LTE全信道的保護信道.第三種方案是直接將一個GSM信道替換成NB-IOT信道。所有這三種部署都是后向兼容的，也就是說那些不具備NB-IOT特性的LTE設備將不會在LTE主信道中看到NB-IOT信道，或者在保護帶寬里面也看不到。傳統的GSM設備也不會在GSM的180KHz載波信號里面檢測出NB-IoT載波信號。這些設備只會把NB-IoT信號識別成噪音。

　　圖-1- NB-IoT的部署方式

　　海量設備接入和低速率 除了窄帶寬，NB-IOT的新增信道和訪問管理流程都被設計成可以支持在一個扇區內連接50,000個設備，是的，是一個扇區，所以你可以想象每個設備每天能夠傳輸的數據是很低的。

　　根據高通的說法，NB-IoT的設備可以實現下行500Kbps和上行40Kbps的速率，前提是信號質量好。這只是理論值，實際上，由于很多設備占用一個信道，所以攤到每個設備的速率就更低了、并且NB-IoT的設計中專門考慮到信號強度很低的情況下也能工作，這也不得不犧牲速率來實現。愛立信的一片論文提出過一個有趣的計算，當信號強度很低的時候，傳輸一個小UDP包需要最大7秒的時間，在這種情況下，每次數據交互，(比如基站訪問，帶寬分配，用戶數據傳輸和確認)，都需要重復好多次。

　　載波的用法 在下行傳輸時，信道使用OFDM調制，集成了幾個15KHz間隔的子載波，也叫作“tones”.在上行傳輸時，移動設備可以使用標準的15KHz載頻間隔子載波傳輸，或者也可以采用3.75KHz載頻間隔，結合在LTE里面使用的SC-FDMA調制。什么時候采用3.75KHz載頻間隔呢，當終端設備可以接收到來自基站的數據，但是由于設備的小天線、低發射功率、或者是環境導致信號條件惡化等情況時，往往無法讓基站接收到終端發出的數據。通過使用3.75KHz載頻間隔，可以讓終端設備的發射功率更加集中在更窄的帶寬內，這樣可以改善線路預算，提供基站收到數據的成功率。一些信號很低的場景我們叫做“極端覆蓋”，NB-IoT可以工作比GSM臨界工作環境再惡化20dB的環境。

　　對于那些更關注功耗的終端設備，NB-IoT定義了Class5設備，限制了最大發射功率為20dBm(0.1瓦)。另外，可以根據現場射頻環境和速率要求，設備可以在單載波或者3、6個多載波上進行通訊。根據我們前面描述、我們會發現傳統的LTE信道不會被用作NB-IOT。盡管一些基本概念(類似隨機訪問、分派傳輸機會)是一樣的，但是NB-IoT的信道包格式和信道部署都是全新的。

　　射頻安全性和后向兼容 從射頻安全性的角度看，NB-IoT完全采用了LTE的認證、加密機制，這些機制依靠SIM卡。小的終端設備會采用嵌入式SIM卡，它的作用跟普通的SIM卡一樣，但是尺寸更小，并且可以直接焊在電路板上。NB-IoT無法和LTE、GSM、UMTS后向兼容，所以NB-IoT設備只能和支持NB-IoT協議的設備通訊。在實際應用中，終端設備可以通過增加必要的電路來支持上面提到的所有標準，但是重選擇和切換是不支持的。

　　總結 跟3GPP以前制定的那些物聯網通訊協議比較，NB-IoT是目前為止最全面，也最接近實施的一個標準。NB-IoT主要在功耗、成本和低速率上做了優化，他為硬件制造商在未來兩年提供了解決方案，也可以讓很多機器設備增加通訊的功能，而且還不需要再額外增加本地集中器之類的東西了。表-2-是前面討論的幾個技術的參數對比。

　　表-2- 蜂窩物聯網幾個主流技術的技術對比

　　目前本章中沒提到，但是也是很重要的一點是，NB-IoT的射頻協議棧的上層也支持IP協議。由于NB-IoT定義的速率很低、還有我們前面的一個論文里提到傳輸一個IP包可能需要7s的時間，所以TCP傳輸不能適用于大部分的NB-IoT應用場景，UDP有可能會在IoT領域里廣泛采用。但是IP還是很重要的，IoT設備可以不需要通過某些中間設備而直接連入Internet。很多用戶和我一樣，希望有種智能設備，他可以直接進行通訊，而不是需要在終端設備和Internet之間還要有一個設備用來翻譯更高層的協議棧內容。

　　從上文我們可以看出，CAT-M1和NB-IoT將會是目前蜂窩物聯網應用的主宰，但是這兩種究竟用哪個，還無法確定，所以目前最好的方式是支持這兩種的雙模方式，高通已經推出了相應的雙模芯片MDM9206，以下文章為高通對于雙模所做的最新技術分享

　　多模芯趨勢：萬物互聯觸手可及

　　沈磊，高通產品市場高級總監

　　物聯網是個很大的詞，還有一種說法叫萬物互聯，涵蓋面之廣，場景之復雜，是沒有辦法只通過一個技術、一個網絡、一個系統來提供所有的服務的。萬物互聯是非常多樣化的，提供的技術也是非常靈活的，這就需要根據實際的情況配置所需的通信和計算能力。面對寬泛多樣的物聯網，我們簡單列了幾種連接技術。例如藍牙、NFC、ZigBee等短距離的連接技術;在家庭、辦公室、機場、咖啡廳，使用有增強型的藍牙或ZigBee、Wi-Fi等局域網連接。當然Wi-Fi也有各個等級，數據率、覆蓋范圍，可以使用802.11ac、802.11a/b/g/n、802.11ax、1x1、2x2，最高級可以使用802.11ad，Wi-Fi可以在局域網有一個很好的覆蓋;還有廣域網的連接，例如要把智慧城市，所有路燈、停車場、能源管道都連接起來，就需要一個廣域網，這就需要蜂窩網絡技術，也就是大家最熟悉的2G、3G、4G、未來的5G技術，它是廣域覆蓋、全球范圍內最成熟、部署最廣泛的技術。

　　蜂窩技術還有一些應用，比如說通過無線傳輸電表數據打包發送到電力公司，以及很多其他的技術，包括有線、無線的，高通這些年積累的，都會在未來物聯網領域發揮很大的作用，如何把這些技術有機地整合在一起非常重要。剛才提到很多是蜂窩和非授權的技術，非授權的技術包括像Zigbee、藍牙、Wi-Fi等。而專門針對物聯網催生的技術，包括像Sigfox和像LoRa等900MHz頻段的私有的、非授權的技術。

　　物聯網需要連接，蜂窩技術是主流

　　那么在蜂窩和非蜂窩的通訊技術之間怎么選擇?哪一個是未來的方向?非常自信地講，蜂窩通訊技術是未來物聯網連接支撐技術里絕對的主流方向。蜂窩通訊技術從2G、3G、4G到現在30多年發展下來，它的覆蓋無處不在，它不需要重新部署，大家走到任何一個地方，你的手機基本都有信號。第二，它是授權頻譜，是運營商花費了很大精力慎重部署的，在連接性、安全、質量方面都有充分的保證。此外，說到安全，通過這些年的發展，蜂窩技術從核心網到接收網到手機，整個鏈路上已經有多層的加密機制，做了大量的安全積累。最后，相當重要的一點，這個行業生態系統的從業者非常多，在網絡側有全球主流的基礎設施廠商，終端側有眾多的手機廠商，在芯片側有高通等很多從業者，大家從標準的制定到技術的發展和驗證，到產品的研發和上市，以及整個網絡、整個手機的優化和完善，一直在做這方面的工作。世界上最大的一個產業鏈，花了長時間不斷地積累和完善，讓蜂窩技術成為最為可靠、最為完善、最為可用的技術。

　　蜂窩技術從2G的GSM、GPRS、EDGE到3G的WCDMA、EV-DO發展到4G LTE、4G+、載波聚合等，這東西是不是可以直接用到物聯網上?其實不是的。因為這些東西都是針對人與人的通信，針對手機設計的，但是物聯網提出的要求和手機是有比較大的區別的。所以在2016年6月，全球標準化組織3GPP組織在比較短時間里面，制定了兩個新的蜂窩技術標準，還是屬于4G無線通訊或者LTE的范疇。這兩個技術，根據3GPP組織的名稱，一個叫Cat-M1 (也叫eMTC)，另一個叫Cat-NB1 (也叫NB-IoT) 。有了這兩個行業標準之后，后面做基站、做芯片、做應用服務的，大家都會跟進。

　　Cat-M1和Cat-NB1技術相輔相成，完善產業鏈和應用服務

　　和一路往上走的Cat.6、Cat.12、Cat.16、Cat.18相反，這兩個技術往下走，主要任務是降低系統復雜度和降低系統成本、提高系統的續航時間;去掉不需要的高數據率、高移動性、超強傳輸能力，根據物聯網的要求度身定制，達到提升電池壽命、降低成本、提升小區內部署總量的要求，實現其他的益處。

　　那這兩種技術是如何實現4G調制解調器的海量部署、規模經濟和超長生命周期的呢?主要方法是降低復雜度。

　　首先，就要放棄掉原來LTE對數據速率的追求，絕大部分物聯網的應用并不需要超高的數據率。絕大部分物聯網應用在1Mbps或者幾百kbps、幾十kbps就夠用了。另外一個復雜度的降低來自于帶寬。大家知道一個LTE載波是20MHz，而到物聯網帶寬有了明顯的下降：Cat-M1只需要1.4MHz系統就夠了，Cat-NB1需要200KHz，所需帶寬非常窄，部署起來也比較容易。所以方法其實非常靈活。Cat-M1和Cat-NB1可以支持半雙工，先下行或者上行，不會并行收發。在部署的模式上，Cat-M1在FDD或者TDD都可以部署，Cat-NB1到現在為止只能部署FDD。半雙工、雙工也主要為了降低系統的成本和芯片復雜程度，從濾波器方面可以大幅度降低成本。

　　還有一個降低系統復雜度的關鍵因素就是移動性。NB-IoT沒有移動性，那我只能站在固定的點上傳數據，在有服務的小區才可以工作;而Cat-M1則有比較充足的移動性，能保證從一個蜂窩走到另外一個蜂窩的時候，經歷了跨基站切換，也有一套機制保證傳輸的數據不會被切斷，到了其他的小區也一切如常，這就是移動性。

　　另外還有一點是語音。VoLTE就是LTE語音。為了降低成本和復雜程度，Cat-NB1完全沒有任何語音，而Cat-M1還保留了VoLTE。這個也很重要，在一些異常情況發生時你第一個想法一是打電話求助，到最關鍵的時候還是需要語音傳輸。

　　還有一點就是部署的密度，就是一個小區里面能放多少節點、模塊。原來手機是幾百、上千的數量級，但在LTE物聯網的應用中，一個小區里面基本是上千上萬或者更多的海量部署。

　　另外要提一下穿透性，這兩種技術相比原來傳統LTE穿透性明顯提高。比如停車位的智能模塊，既要傳數據還要有傳感器，而這個設計可能需要放在地下三層的停車位的水泥地以下，所需要的穿墻的能力和手機相比也有明顯提高。所以這兩種技術在穿透性上都有提升，Cat-M1穿墻的能力明顯增強。Cat-NB1因為它很大程度是針對表計類來設計的，所以對穿墻能力要求更高。

　　此外，和LTE比，Cat-M1、Cat-NB1另外的增強點就是充一次電能撐得更久。Cat-M1和Cat-NB1要求充一次電用到五到十年、或者十年以上。第一是因為它們是海量部署，第二是因為這些模塊要嵌入到墻里面、地板下面、機器里面，成本都很高,要整修就要耗費巨大的成本。

　　還有一個重要的考慮點，有沒有軟件升級能力。Cat-NB1下行只有20kbps，大概就是15年前、20年前撥號上網的速度。這個東西要裝到墻里后，運營商的思路改變了，要進行軟件升級，對時間和經費都是巨大的損耗。而Cat-M1的速率是兆級(1Mbps)，可以用幾分鐘或者半個小時的時間升級固件，所以Cat-M1在升級維護上有明顯的優勢。

　　很多不同運營商投入Cat-NB1和Cat-M1，基本上全球的運營都處于同時測試、認證這兩個標準的狀態。現在市場還沒有真正發展起來，還處于嘗試商業模式的階段，服務也沒被創造出來。另外，這兩個技術非常新，它的能力還需要在未來各種應用服務中驗證。同時每個運營商的頻段模式還有不同的要求，部署這兩個標準對運營商而言也是巨大的投入，運營商要先充分測試。目前，全球的主流運營商已經確認會部署Cat-M1，基本可以看到北美、歐洲、日本、澳大利亞都在部署。中國的運營商也在進行Cat-M1測試，和Cat-NB1是并行的。

　　Cat-NB1基本上是把LTE的能力壓縮到極致了，它追求的是最低的成本，最長的續航時間，主要是低成本，它沒有移動性、沒有語音、數據率非常低，它比較適合對成本很敏感、海量的數據、但是單個能力要求比較弱的應用。大家會聯想到各種表計類、環境監控、簡單的停車控制、樓宇里面簡單的大門開關等比較簡單的用例。如果需要更智能、需要傳輸數據、人員參與、語音、移動性的應用場景，Cat-NB1就力不從心了。此外，Cat-NB1的響應速度也是比較差的，不要期望Cat-NB1帶來很實時的響應，有些關鍵業務。

　　未來物聯網必選：多模多頻

　　說到Cat-M1和Cat-NB1這兩個模式能力有重疊，但很多時候也是錯開、互補的，未來應用各不相同。最好的辦法是把兩種模式都放在一起，會帶來非常多的益處。

　　圖上深紅色代表的是Cat-M1技術，它強調的是移動性和較高的數據速率，但其在網絡覆蓋和功耗上遜于Cat-NB1。而圖上淺色區域代表的是Cat-NB1技術，該技術在網絡覆蓋、功耗、部署靈活性，以及成本優化方面相較Cat-M1表現更好。Cat-M1和Cat-NB1兩種技術優勢有所不同，因此客戶在選擇應用服務或者網絡部署時，只能根據相關技術優勢進行選擇，但要非常精準預測未來3年、5年或15年之后所部署的服務和采用的技術，是很難做到的。

　　但是，如果無論未來相關的條件發生什么變化，模塊總能夠很容易滿足各類需求和調整，并可以通過升級軟件應對相關調整，那說的就是雙模模塊的原理。如果將Cat-M1和Cat-NB1集成于一個模塊中，兩個技術擁有的優勢在雙模中仍然存在，優勢重疊。從總體成本來考慮，擁有靈活的實用性可以降低重復部署、動工和升級相關占比較大的成本。

　　而在雙模的基礎上還有全球雙模技術，意味著這兩個模式也能夠部署在4G LTE的頻段上。目前已知的主流頻段大約有15-16個，但其實可能有超過30個潛在頻段要對其進行部署。如果有一個模塊同時擁有這兩種技術并支持所有頻段，那么該模塊可以在全球任何應用場景部署。無論未來的網絡制式或頻段如何調整，該模塊仍然可以工作。通過安裝一次可以獲得十年的工作生命周期，就能抵消任何不確定性和相關網絡調整的可能性。

　　而高通則一直致力促成全球多模、多頻的模塊設計。目前已經可以為客戶提供的模塊也是多模、多頻的全球模塊，這個概念受到了廣大芯片廠商和系統廠商的歡迎。這是因為運營商需要重大的投入，并非常依靠物聯網業務，那么運營商可以利用雙模多頻的模塊，通過時間充分去驗證這兩個技術，并進行各種實驗，從而推測哪個生意模式能夠成功。高通在芯片和模塊致力于通過一個模塊支持所有的模式，支持Cat-M1和Cat-NB1。通過一個可隨時的升級的軟件，以及一套支持所有已知的中頻和低頻頻段的射頻這三樣關鍵技術，保障未來。

　　高通剛剛推出的為Cat-M1和Cat-NB1定制的多模多頻的芯片稱為MDM9206，其優勢在于，首先它支持該Cat-M1和Cat-NB1兩種模式，高通在3GPP標準中是一個積極的貢獻者。無論對于技術的驗證，還是對于芯片的開發，高通均位于行業的前列。該芯片支持Cat-M1、Cat-NB1的全球所有頻段。除此之外，得益于高通在定位系統的出色表現，MDM9206還集成了GPS、格納洛斯、北斗以及伽利略全球導航衛星定位服務，并且不需要通過任何附加的芯片或者接收器，而是直接嵌入到該芯片中，并且與高通的4G功能充分整合。試想一下未來的共享單車、車聯網或者是追蹤器，主要針對具有移動性的使用場景，可以通過其定位功能馬上展現不一樣的能力。

　　該模塊一定要和傳感器結合在一起，而傳感器要放在一個系統控制器上，從而處理讀取的各種數據，并將處理過后的再通過調制解調器發到云端，并通過云端在發給用戶各類應用。因此高通認為可以將處理器集成在模塊里，無需再外掛處理器。所以高通同時在MDM9206中集成了Cortex A7處理器。此外，該模塊還支持Linux操作系統和Thread操作系統。MDM9206擁有處理器、操作系統以及很多硬件的接口，還擁有掛靠傳感器的接口。因此MDM9206不僅是通信芯片，也是一個系統控制器。用戶可以發出命令，收起窗簾，操作噴水，也可以打開LED燈，這些都可以通過MDM9206實現。所以它可以被視作為一個小型SoC，具備計算的能力。

　　此外，MDM9206還支持語音功能，這兩種技術里面都具備省電模式和eDRX，這些技術均來自LTE演進，并進行了了調整。高通在LTE網絡領域耕耘了很久，我們對這些技術非常熟知。而高通在VoLTE、4G語音以及省電模式上的技術也都是行業領先的。高通和所有的網絡設備運營商以及全球運營商做了大量的研討，針對4G技術都做了常年的優化和測試，其表現非常穩定、成熟和高效。

　　在調制解調器之外，高通為支持模塊也做了大量的集成，因此MDM9206還是比較受歡迎的。高通不久之前和網絡設備供應商愛立信以及北美運營商AT&T基于Cat-M1進行了語音的測試，獲得了很好的測試效果。

　　此外，高通還和合作伙伴密切合作，進行了一系列基于該芯片的認證工作。高通和中國移動、愛立信在去年年底進行了Cat-M1的試驗。高通也和中國移動簽署了戰略諒解備忘錄，和中國聯通以及愛立信也完成了Cat-M1的測試，本月和華為共同宣布首次打通TDD eMTC標準空口 First Call，因為華為也有Cat-M1 TDD模式空口的試驗，雙方合作取得了好的結果。

　　MDM9206芯片具有多模多頻，并集成了CPU和定位技術，在主流運營商中其采用度非常高，絕大部分客戶是模塊OEM廠商。目前主流做模塊OEM廠商基本都在用MDM9206芯片開發模塊。另外，物聯網產業鏈和手機產業鏈不太一樣，物聯網的產業鏈要長的多，有的企業做芯片，進而賣給模塊廠商做各種各樣的模塊。模塊廠商做個次級廠商，并在機器上集成傳感器，次級廠商再將產品賣到各類產品中，在硬件上需要一層層完成。而產品上還要積累六到七層不同的軟件，有操作系統、安全軟件、產品管理等等，最后達到完善的服務，因此軟件硬件都是很長的產業鏈。總體而言，高通的直接客戶模塊OEM廠商基本上對于MDM9206采用度非常高，該芯片應該是全球采用度最高的物聯網芯片之一。

　　5G也是一個熱點，大概在2019年到2020年開始起步。高通對5G三個大的愿景：第一是增強型的寬帶，通訊數據率將再上一個臺階，現在速率能達到千兆級1Gbps，5G要達到10Gbps，其速率非常快。第二要做關鍵業務型服務，在將來可以執行非常復雜的任務，例如無人駕駛、醫療以及救援等工作，這對實時度和可靠性要求極高。第三個方向是海量物聯網，其裝機數量、能力和可靠度主要是體現在物聯網中。5G的第三個愿景，要在物聯網領域比4G Cat-M1和Cat-NB1再上一個臺階，還在做規格和技術方面的探討，但愿景是清楚的，5G比4G這兩個標準要再上一個臺階。4G通過后面三到四年，Cat-M1和Cat-NB1兩個標準通過行業的培育，大家會看到非常蓬勃的、改變生活的行業應用服務都成長起來。因此對于未來5G來說，4G Cat-M1和Cat-NB1成引導作用。

　　簡單總結一下，物聯網一定會有重大發展，物聯網需要連接，因為沒有連接這么大的網絡無法運轉。而連接性基于蜂窩技術即4G或者LTE IoT，一定是最主流的技術。其中包括Cat-M1和Cat-NB1，這兩個技術相輔相成，并且有一定的重疊和交錯，同時也有不同的用戶，但是兩種技術在以后同時被應用，在很大程度上完善整個產業鏈和各種應用服務是可預見的。

　　針對未來的不確定性，最好的辦法節是采納多模多頻的方式，高通擁有MDM9206芯片，目前已支持Cat-M1模式，而2017年中對所有模式(Cat-M1/NB1/E-GPRS)的支持、頻段的支持及性能都會達到商業交付的水平，是比較具有競爭力的產品。