科普:Cat.1火了?它是從哪來的?CAT1, cat m, ASR RDA cat 1

2020-12-17 電子發燒友

Cat.1好像突然火了。

近期，眾多大佬紛紛為其站臺背書，網上也是議論紛紛、一致看好。

究竟什麼是Cat.1？它和我們經常聽說的NB-IoT、eMTC有什麼關係呢？我們還經常說Cat.M1和Cat.NB-1，它們是同一樣東西嗎？

今天，小棗君給大家梳理一下來龍去脈。

有興趣可以加我微信交流：

   

正文開始

首先我們來說說Cat。

這個Cat不是它：

也不是它：

而是英文單詞Category的縮寫。Category的意思，是類別、種類。

而是下面上海域格提供 38元的CAT 1 模組，手機淘寶掃碼即刻擁有。

   

準確來說，「Cat.X」是指LTE UE-Category。

LTE就不用解釋了吧？UE，是指User Equipment，用戶終端。

所以，「Cat.X」是指LTE網絡下的用戶終端類別。

為什麼LTE要對終端分類呢？

話說，當年3GPP組織制定LTE標準的時候，有一個初衷，就是希望LTE能為不同用戶提供不同等級的網絡服務能力。所以，他們在LTE裡提出了重要的QoS（Quality of Service，服務質量）概念。

不同的業務，對於不同的QoS，網絡提供不同的帶寬和接入優先級。

▲ 4G標準的QoS等級定義

除了網絡之外，3GPP還打算給用戶終端（包括手機、可穿戴設備、物聯網設備等）也做個分類。

於是，2009年3月，3GPP發布Release8版本、正式提出LTE的時候，同步推出了LTE Cat.1、Cat.2、Cat.3、Cat.4、Cat.5一共5個終端類別。

後來，又在R10版本定義了Cat.6、Cat.7、Cat.8。在R11定義了Cat.9、Cat.10、Cat.11、Cat.12。在R12定義了Cat.13、Cat.14、Cat.15。

如下圖所示：

▲ 不同的Cat，不同的速率

不對！眼尖的童鞋發現了，上表不是有16個Category嗎？怎麼多了一個Cat.0？

沒錯，確實有個Cat.0。

當年出R8的時候，3GPP這幫人多了一個心眼。他們覺得，LTE只給手機用，是不夠的。物聯網市場一定是未來的趨勢，所以，應該先「留一手」，搞個物聯網專業終端等級。

於是，就有了上行峰值速率僅有5Mbit/s的終端等級Cat.1，專供物聯網行業。

在LTE發展初期，Cat.1並沒有被業界所關注。隨著可穿戴設備的逐漸普及，Cat.1才逐漸被業界重視。

但是，Cat.1終端需要使用2根天線，對體積敏感度極高的可穿戴設備來說仍然「要求過高」（一般只配備1根天線）。

所以，在R12/R13中，3GPP多次針對物聯網進行優化。

首先是在R12中增加了新終端等級Cat.0，放棄了對MIMO（多天線）的支持，簡化為半雙工，峰值速率降低為1Mbit/s，終端複雜度降低為普通LTE終端的40%。這樣一來，初步達到了物聯網的成本要求。

但是，雖然Cat.0終端的信道帶寬降至1.4MHz，但射頻的接收帶寬仍為20MHz（太大）。

於是，3GPP在R13中又新增Cat.M1等級的終端，信道帶寬和射頻接收帶寬均為1.4MHz，終端複雜度進一步降低。

而Cat.M1，也就是我們之前常說的eMTC（enhanced Machine-Type Communication，增強型機器類型通信）。

此外，3GPP在R13中同時新增了一個Cat.NB-1，它的接收帶寬僅180kHz。

這個Cat.NB-1，就是我們的NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯網）。

eMTC還有一個名字，叫做LTE-M，LTE-Machine-to-Machine，LTE-機器到機器。也就是說，是機器之間用LTE通信，非常直白了，適用於物聯的LTE網絡。

搭車說一下，Machine-to-Machine通常簡寫為M2M，大家可能也聽說過。

看明白了吧？Cat.1、Cat.M1（eMTC）和Cat.NB-1（NB-IoT），這三兄弟都是3GPP這一個媽生的，全都是用於物聯網的。

三兄弟裡面，NB-IoT的速率是最慢的，eMTC次之，Cat.1最快（也就5Mbps）。它們和其它Cat的定位，通過下圖一目了然：

為什麼Cat.1現在地位越來越高？

簡單來說，當初行業是這麼打算的：像智能抄表這類極低速率要求的應用，NB-IoT上；像攝像頭或一些需要較大速率的物聯網應用，eMTC上。

結果，eMTC的發展不盡如人意。運營商不太願意投錢，產業生態也沒跟上，國內案例太少。大家想想，乾脆找個替代品得了，於是乎，就把現成的Cat.1給推上了前臺。

Cat.1基於現有的LTE網絡，完全復用現有LTE資源，不需要增加額外投資。而且，Cat.1晶片及模組的成熟度更高，成本非常便宜，能夠在短時間內形成規模效應。

隨著2G/3G的加速退網，運營商們開始積極引導行業用戶使用NB-IoT和Cat.1終端模組，也是目前Cat.1日益火熱的原因之一。

好了，關於Cat.1、Cat.M1和Cat.NB-1，你都搞明白了不？

摘錄自 來源：鮮棗課堂作者：小棗君責編：懶貓

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