Labs 導讀

當我們談論窄帶通信時，你也許會想到GSM、GPRS、MODEM撥號上網等。但是你是否聽說過Cat.1呢？Cat.1是什么？你腦海中第一時間一定會浮現出一只貓（Cat）。但我們今天要講的是另一個維度的事物，Cat.1（LTE UE-Category 1）是一種特殊的通信技術，它在物聯網（IoT）等領域扮演著重要角色。

Part 01、  什么是Cat.1  

1.1 Cat.1的演進歷史

隨著移動通信的迅速發展，4G LTE網絡不僅僅滿足了人們對高速數據傳輸的需求，也為物聯網應用提供了新的機遇。根據3GPP的定義，將UE-Category劃分為1-15共15個等級，其中，Cat.1由2009年3月3GPP發布Release 8版本定義，隨后在2012年的Release 13版本中提出Cat.1 bis來進一步強化1Rx（單接收天線）。

起初，LTE網絡主要關注高速數據傳輸，但隨著物聯網的興起，對低功耗、低成本、穩定連接的需求越來越迫切。2016年開始，為節約稀缺的頻譜資源，國內的2G/3G網絡的退網逐漸加速，在這一進程中，將中低速率的網絡應用遷移到LTE Cat.1無疑是一個很好的選擇，Cat.1也因此逐漸嶄露頭角。Cat.1旨在為物聯網設備提供適用于廣域網的連接，并主要應用于物聯網和機器通信，可支撐海量機器類（eMTC）通信，目前成為物聯網發展中不可或缺的一部分。

1.2  Cat.1主要特點

Cat.1在4G通信領域有著獨特的地位和特點，主要表現為以下幾點：

(1)全球覆蓋和漫游：Cat.1支持全球覆蓋，可以在各種不同的運營商網絡下進行漫游。這意味著設備可以無縫地在不同的地區和國家之間進行通信，提供廣泛的連接性。

(2)可靠連接：Cat.1技術提供了穩定可靠的連接，保證了物聯網設備之間的數據傳輸和通信質量。

(3)帶寬限制：與傳統的移動寬帶通信相比，Cat.1技術采用更窄的頻段進行通信，從而降低了功耗和成本。它適用于物聯網設備等低數據需求的應用場景。

(4)低延遲、快速傳輸：Cat.1具有較低的傳輸延遲，上行和下行峰值速率分別為5Mbit/s和10Mbit/s，能夠快速傳輸數據。

(5)高效能耗：Cat.1設計為低功耗應用，能夠在節能模式下工作并延長電池壽命。這使得設備可以連續運行多年，而無需經常更換電池。

Part 02、  Cat.1與窄帶通信  

Cat.1作為物聯網應用的一部分，與窄帶通信技術有著天然的共性。兩者的目標非常契合，都強調低功耗、穩定連接以及高覆蓋范圍，這使得它們可以無縫地相互結合，共同優化數據傳輸。Cat.1在連接質量和穩定性方面的特點，與窄帶通信在低功耗和長電池壽命方面的優勢緊密匹配。

窄帶音頻通信技術是指在低帶寬的網絡環境中進行音頻傳輸和通信。在窄帶音頻通信中，有兩種技術可以用于減少音頻傳輸所需的帶寬，分別是：

• 非連續傳輸DTX（Discontinuous Transmission，DTX）技術
• 多幀同傳（Multi-Frame Packet，MFP）技術

DTX技術結合MFP結合，可以降低大約70%的音頻帶寬占用，這兩種技術我們在后續的一只“貓”的狹路獨行 — Cat.1與窄帶通信（二）中會進行詳細介紹。

Part 03、  Cat.1結合窄帶音視頻通信在IoT領域的落地應用 

Cat.1通信具有低功耗和穩定連接的特點，使其成為智能IoT設備的理想選擇。特別是在IoT領域的語音通信方面，窄帶通信技術的優勢得到了顯著展現。智能門鈴、門鎖等低功耗物聯網終端可通過采用窄帶通信，在滿足語音通信需求的前提下，節省大量寶貴的帶寬資源。

為更好的滿足IoT智能終端多媒體交互市場需求，中國移動智慧家庭運營中心（以下簡稱：中移智家）以AIoTel體系為底座，利用DTX和MFP窄帶音頻技術的綜合優勢，將音頻通信過程中所需的數據資源減少70%以上，對于使用移動網絡的設備來說，節省的流量資源非常可觀，可極大延長用戶流量套餐的使用時長，降低用戶使用成本。

中國移動首次推出基于Cat.1窄帶通信的智能門鎖，充分利用Cat.1的連接特性和窄帶音頻通信技術，具有開鎖快、續航久、安全性高、遠程控制靈活等優勢，可滿足無WiFi覆蓋地區用戶對智能IoT設備的需求，為打造蜂窩IoT低功耗多媒體通信生態奠定基礎。

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Part 04、  總結與展望 

數字化時代物聯網技術迅速崛起，正在改變著我們的生活方式和商業模式，從智能家居到工業自動化，從健康監測到城市管理。Cat.1作為低功耗、低成本的連接方式，與窄帶通信技術的優化帶寬結合，為不同應用場景提供了理想的解決方案。中移智家將依托于中國移動廣泛覆蓋的移動4G網絡，進一步深耕Cat.1在IoT生態領域的應用。