NB-IoT和eMTC同属于蜂窝物联网，也同时具备了蜂窝物联网的“3C”特征：

•Coverage 增强覆盖

•Consumption 低功耗

•Cost 低成本

为了满足“3C”目标，NB-IoT和eMTC的实现方式也有不同之处，具体如下：

一

NB-IoT和eMTC的关键技术对比

增强覆盖

NB-IoT的覆盖目标是MCL 164dB，其覆盖增强主要通过提升上行功率谱密度和重复发送来实现。

eMTC的覆盖目标是MCL 155.7dB，其功率谱密度与LTE相同，覆盖增强主要是通过重复发送和跳频来实现。

MCL，(Maximum Coupling Loss，最大耦合损耗），指从基站天线端口到终端天线端口的路径损耗。从覆盖目标看，eMTC比NB-IoT低8dB左右。

重复发送如何增强覆盖？

重复发送就是在多个子帧传送一个传输块。Repetition Gain=10log  Repetition Times，也就是说重传2次，就可以提升3dB啊。NB-IoT最大可支持下行2048次重传，上行128次重传。

NB-IoT和eMTC均采用了重复发送的方式来增强覆盖。

提升上行功率谱密度如何增强覆盖？

上下行控制信息与业务信息在更窄的LTE带宽中发送，相同发射功率下的PSD（Power Spectrum Density）增益更大，降低接收方的解调要求。

在下行方向，若NB-IoT采用独立部署模式，下行发射功率可独立配置，其功率谱密度与GSM相同，但比LTE FDD功率谱密度高14dB左右。

在上行方向，由于NB-IoT最小调度带宽为3.75K或15K，上行功率谱密度最大增强17dB，考虑GSM终端发射功率最大可以到33dBm，NB-IoT发射功率最大23dBm，所以实际NB-IoT终端比GSM终端功率谱密度最高可达7dB左右。

eMTC与LTE共享发射功率和系统带宽，在功率谱密度上无增强，主要通过重复发送和跳频实现覆盖增强。

对于NB-IoT，值得一提的是：

•在下行方向，只有独立部署的功率可独立配置，带内和保护带部署模式的功率均受限于LTE的功率，因此，在带内和保护带部署模式下，NB-IoT需要更多重传次数才能达到与独立部署模式下相当的覆盖水平。

•在上行方向，三种模式基本没区别。

低功耗

在低功耗上，NB-IoT和eMTC采用相同的技术，包括：PSM、eDRX和延长周期定时器。

①PSM（power saving mode，省电模式）

手机需要时刻待命，不然有人打电话给你找不到怎么办？但这意味着手机需不时监听网络，这是要耗电的。

但物联网终端不同于手机，绝大部分时间处于深度睡眠状态，每天甚至每周就上报一两条消息后，在idle态停留一段时间后便进入深度睡眠状态，不用监听空口消息。

PSM就是让物联网终端发完数据就进入深度睡眠状态，类似于关机，不进行任何通信活动。

②eDRX

DRX(Discontinuous Reception)，即不连续接收。eDRX就是扩展的不连续接收。

手机可以断断续续的接收信号以达到省电的目的。NB-IoT和eMTC扩展了这个断续间隔，更加省电。

③延长周期定时器

灵活配置长周期位置更新定时器RAU/TAU，减少唤醒次数。

低成本

如何降低成本，包括减少协议栈处理开销、单天线和FDD半双工模式以降低RF成本、低速率和低带宽本身意味着降低芯片处理的复杂度等等。

比如FDD半双工模式，意味着不必同时处理发送和接收，比起全双工成本更低廉，更省电。

二

NB-IoT和eMTC的技术参数对比

NB-IoT和eMTC主要差异在于：

NB-IoT追求的是最低的成本，最长的续航时间，没有移动性、数据速率非常低，它比较适合于无移动性，小数据量，对时延不敏感，对成本很敏感，终端数量级大的应用，比如智能停车，智能灯杆，智能抄表等。

为了满足更多的应用场景和市场需求，Re-14和后续版本将对NB-IoT进行了一系列增强技术，包括增加了定位和多播功能，提供更高的数据速率，在非锚点载波上进行寻呼和随机接入，增强连接态的移动性，支持更低UE功率等级等。

eMTC支持语音，传输速率较快，支持移动性，但模块成本相对较高，适合于可穿戴设备、健康监测、室内移动应用等。

三

NB-IoT和eMTC部署方式对比

NB-IoT部署方式

NB-IoT分为三种部署方式：独立部署（Stand alone）、保护带部署（Guard band）和带内部署（In-band）。

独立部署适用于重耕GSM频段，GSM的信道带宽为200KHz，这刚好为NB-IoT 180KHz带宽辟出空间，且两边还有10KHz的保护间隔。

保护带部署利用LTE边缘保护频带中未使用的180KHz带宽的资源块。

带内部署利用LTE载波中间的任何资源块。不过，在带内部署模式下，有些PRB，NB-IoT是不能占用的。

eMTC部署方式

eMTC支持与LTE共同部署，也支持独立部署。

主要采用LTE带内部署方式，支持TDD和FDD两种方式。eMTC和LTE在同一频段内协同工作，由基站统一进行资源分配，共用部分控制信道。因此，运营商可以在已有的LTE频段内直接部署eMTC，无需再分配单独的频谱。

四

NB-IoT和eMTC物理层技术对比

4.1 时频域结构对比

NB-IoT

下行：

NB-IoT下行与LTE一致，采用正交频分多址(OFDMA)技术，子载波间隔15kHz，时隙、子帧和无线帧长分别为0.5ms、1ms和10ms，包括每时隙的OFDM符号数和循环前缀（cyclic prefix）都是与LTE一样的。

NB-IoT载波带宽为180KHz，相当于LTE一个PRB(Physical Resource Block)的频宽，即12个子载波*15KHz/子载波=180KHz，这确保了下行与LTE的相容性。比如，在采用LTE载波带内部署时，可保持下行NB-IoT PRB与其它LTE PRB的正交性。

上行：

NB-IoT上行支持多频传输（multi-tone）和单频（single- tone）传输。

多频传输基于SC-FDMA，子载波间隔为15kHz，0.5ms时隙，1ms子帧（与LTE一样）。

单频传输子载波间隔可为15KHz以及3.75KHz，其中15KHz与LTE一样，以保持两者在上行的相容性；其中当子载波为3.75KHz时，其帧结构中一个时隙为2ms长（包含7个符号），15KHz为3.75KHz的整数倍，所以对LTE系统有较小的干扰。

eMTC

eMTC是LTE的演进功能，频域结构与LTE保持一致，在TDD及FDD LTE 1.4M~20MHz系统带宽上都有定义，但无论在哪种带宽下工作，eMTC的最大调度为6RB，3GPP定义将LTE系统宽带划分为一系列6个RB的窄带（NB），eMTC窄带划分方式如下图所示：

eMTC的帧结构与LTE一致。