現今機器對機器(M2M)服務均以全球行動通訊系統(GSM)等2G網路為基礎，該系統已使用二十餘年，但仍具備低成本、低耗能，以及網路普及等優點。不過，2G網路正逐漸由長程演進計畫(LTE)服務取而代之。
為了下一代的Release 12規格，LTE標準機構第三代合作夥伴計畫(3GPP)正在為LTE定義新格式，稱之為「Cat-0」，有助LTE達到物聯網的需求(3GPP以「機器類型通訊(MTC)」稱呼物聯網)。
物聯網或M2M是由各種有線及無線技術建構而成，例如蜂巢式行動通訊技術(2G、3G及LTE)、無線區域網路(Wi-Fi)、個人區域網路(藍牙、ZigBee及802.15.4)，以及其他廣域技術，如Weightless和Sigfox等，這些技術各有特質，適合不同用途。
蜂巢式技術受M2M三大因素限制
不過蜂巢式行動通訊技術在M2M的占比受限於多項因素，主要取決於成本、節能及覆蓋範圍。
成本是許多M2M應用建置關鍵，蜂巢式技術必須與裝置成本低於5美元的長程系統競爭，目前2G裝置成本不到10美元，或許適合諸多應用；但LTE模組現有成本最高40美元，並不符合許多M2M連接的低毛利和高總量需求。
節能也相當重要，許多M2M裝置採電池供電，電池壽命若縮短，將會大大衝擊建置及維護成本。而有些應用的電池壽命可能須長達數年，又得維持低成本解決方案，例如混合能源採集與一般電池技術。此外，覆蓋範圍也很重要，因為許多M2M裝置均隱身於建築物深處。在蜂巢式技術市場裡，2G裝置仍占M2M連接約六成。
針對日漸增加的M2M裝置障礙，3GPP提出特定工作項目，以降低複雜度，進而降低裝置成本，並提升MTC裝置在LTE的覆蓋範圍，這也正是Release 12及後續規格部分目標。
Release 12特別提及「低複雜度使用者設備」，MTC使用者設備可向網路表明為Cat-0，此類設備開發成本較低，但仍能支持低延遲與最高1Mbit/s的資料速率，適合絕大多數的M2M應用；其次，Release 12亦引進新式節能模式，MTC裝置若不須主動與網路通訊時，即可進入深度休眠模式。
此外，在該規範中，MTC終端節能改善是另一工作項目(UEPCOP)，在靜止模式流程內落實節能模式，不論是何種領域的MTC裝置均可適用。
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| 圖1 LTE Cat-0與其他蜂巢式技術效能比較 |
若要為物聯網時代重新定義LTE，會產生與傳統LTE平台不同設計難題，目前多數LTE數據機均為支援300Mbit/s以上的高吞吐量；而新式物聯網LTE數據機支援範圍最高只到1Mbit/s，吞吐量需求降低了三百倍。
從圖1可見，這項變化將LTE推向較低的表現等級，數據機設計師也因此要大幅改善裝置處理能力，同時降低成本與耗能，為LTE開創更多的物聯網用途及市場。
降低裝置處理/記憶體要求 新裝置架構耗能減少
針對物聯網調整LTE時，數據機架構大抵不變，不過在處理鏈每一階段內，均能發現改善契機。
對物聯網而言，傳統LTE數據機內含不少設計機會，可降低處理及記憶體要求，因而減少成本及耗能，兩者均為物聯網應用不可或缺的考量因素。因此，3GPP在Release 12版本內定義MTC規格，新式裝置耗能與成本比傳統LTE裝置更低，可促成2G轉型，在新規格之下，設計師可運用各種軟體與系統單晶片(SoC)先進設計，改善物聯網領域的傳統LTE數據機。
(本文作者為安謀國際行動市場經理)