范平志，李里，陈欢，程高峰，杨林杰，汤小波

（西南交通大学信息科学与技术学院，四川 成都 611756）

1 引言

“万物互联”已成为通信行业的重要发展方向，未来大部分终端设备都将连接网络，逐渐聚合为规模庞大、高度智能的全球物联网。2019 年12 月16 日，全球移动通信系统协会预测：全球物联网设备将从2018 年的103 亿个增长到2025 年的250 亿个，其中企业物联网连接数将在2024 年超过消费者物联网连接数，并在2025 年达到133 亿个[1]。因此，物联网不仅将走进人们生活的方方面面，也将深度融入各个垂直行业。人们有理由相信，在不远的将来，物联网规模将远超移动互联网，成为下一个万亿元规模的产业。5G 时代的来临成为物联网发展的催化剂[2]，而已开启研究的6G 系统[3]更有可能成为全球大规模智能物联网的承载者。为了支撑未来大规模物联网应用，国际标准化组织3GPP（3rd Generation Partnership Project）早在Release-13 版本就将大规模机器类通信（mMTC,massive machine type communication）作为其主要应用场景之一。而随着2020 年5G 商用元年的到来，国际电信联盟（IMT,International Telecommunication Union）组织成员华为海思、诺基亚上海贝尔实验室、高通、爱立信、中兴、联想等在Release-15 及后续版本制定中，针对mMTC 场景进行了大量仿真实测[4-6]，对mMTC新型空口接入方案的可支持网络密度、覆盖能力、时延属性、设备电池自持寿命、吞吐率等关键指标进行了大量分析论证。总体认为，无论是业界已经商用化布置的窄带物联网（NB-IoT,narrow band Internet of things）、LoRa（long range radio）、增强机器类通信（eMTC,enhanced MTC）技术[7]，还是新近发布的Release-15 版本都不足以支撑未来大规模物联网业务。

大规模物联网应用主要面……