Cat.1到底是什么?为什么如此火热

2022-04-11   •   Orange

背景:

究竟什么是Cat.1?它和我们经常听说的NB-IoT.eMTC有什么关系呢?我们还经常说Cat.M1和Cat.NB-1,它们是同一样东西吗?

准确来说,"Cat.X"是指LTEUE-Category.LTE就不用解释了吧?UE,是指UserEquipment,用户终端。所以,"Cat.X"是指LTE网络下的用户终端类别。

除了网络之外,3GPP还打算给用户终端(包括手机、可穿戴设备、物联网设备等)也做个分类。于是,2009年3月,3GPP发布Release8版本、正式提出LTE的时候,同步推出了LTECat.1、Cat.2、Cat.3、Cat.4、Cat.5一共5个终端类别。

后来,又在R10版本定义了Cat.6、Cat.7、Cat.8。在R11定义了Cat.9、Cat.10、Cat.11、Cat.12.在R12定义了Cat.13、Cat.14、Cat.15。(不同的Cat,不同的速率)


Cat.1到底是什么?为什么如此火热(图1)


当年出R8的时候,3GPP这帮人多了一个心眼。他们觉得,LTE只给手机用,是不够的。物联网市场一定是未来的趋势,所以,应该先“留一手”,搞个物联网专业终端等级。于是,就有了上行峰值速率仅有5Mbit/s的终端等级Cat.1,专供物联网行业。

在LTE发展初期,Cat.1并没有被业界所关注。随着可穿戴设备的逐渐普及,Cat.1才逐渐被业界重视。但是,Cat.1终端需要使用2根天线,对体积敏感度极高的可穿戴设备来说仍然“要求过高”(一般只配备1根天线)。所以,在R12/R13中,3GPP多次针对物联网进行优化。


Cat.1到底是什么?为什么如此火热(图2)


首先是在R12中增加了新终端等级Cat.0,放弃了对MIMO(多天线)的支持,简化为半双工,峰值速率降低为1Mbit/s,终端复杂度降低为普通LTE终端的40%。这样-来,初步达到了物联网的成本要求。

但是,虽然Cat.0终端的信道带宽降至1.4MHz,但射频的接收带宽仍为20MHz(太大)。于是,3GPP在R13中又新增Cat.M1等级的终端,信道带宽和射频接收带宽均为1.4MHz,终端复杂度进一步降低。

而Cat.M1,也就是我们之前常说的eMTC(enhancedMachine-TypeCommunication,增强型机器类型通信)。此外,3GPP在R13中同时新增了一个Cat.NB-1,它的接收带宽仅180kHz。

这个Cat.NB-1,就是我们的NB-loT(NarrowBandInternetofThings,窄带物联网)。


Cat.1到底是什么?为什么如此火热(图3)


看明白了吧?Cat.1、Cat.M1(eMTC)和Cat.NB-1(NB-IoT),这三兄弟都是3GPP这一个妈生的,全都是用于物联网的。

三兄弟里面,NB-IoT的速率是最慢的,eMTC次之,Cat.1最快(也就5Mbps)。它们和其它Cat的定位,通过下图一目了然:


Cat.1到底是什么?为什么如此火热(图4)


为什么Cat.1现在地位越来越高?

简单来说,当初行业是这么打算的:像智能抄表这类极低速率要求的应用,NB-IoT上;像摄像头或一些需要较大速率的物联网应用,eMTC上。结果,eMTC的发展不尽如人意。运营商不太愿意投钱,产业生态也没跟上,国内案例太少。大家想想,干脆找个替代品得了,于是乎,就把现成的Cat.1给推了前台。

Cat.1基于现有的LTE网络,完全复用现有LTE资源,不需要增加额外投资。而且,Cat.1芯片及模组的成熟度更高,成本非常便宜,能够在短时间内形成规模效应。

随着2G/3G的加速退网,运营商们开始积极弓得行业用户使用NB-IoT和Cat.1终端模组,也是目前Cat.1日益火热的原因之一。

测试项目

Cat.1到底是什么?为什么如此火热(图5)

Cat.1到底是什么?为什么如此火热(图6)

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