Labs 导读
当我们谈论窄带通信时，你也许会想到GSM、GPRS、MODEM拨号上网等。但是你是否听说过Cat.1呢？Cat.1是什么？你脑海中第一时间一定会浮现出一只猫（Cat）。但我们今天要讲的是另一个维度的事物，Cat.1（LTE UE-Category 1）是一种特殊的通信技术，它在物联网（IoT）等领域扮演着重要角色。
Part 01、 什么是Cat.1
1.1 Cat.1的演进历史
随着移动通信的迅速发展，4G LTE网络不仅仅满足了人们对高速数据传输的需求，也为物联网应用提供了新的机遇。根据3GPP的定义，将UE-Category划分为1-15共15个等级，其中，Cat.1由2009年3月3GPP发布Release 8版本定义，随后在2012年的Release 13版本中提出Cat.1 bis来进一步强化1Rx（单接收天线）。
起初，LTE网络主要关注高速数据传输，但随着物联网的兴起，对低功耗、低成本、稳定连接的需求越来越迫切。2016年开始，为节约稀缺的频谱资源，国内的2G/3G网络的退网逐渐加速，在这一进程中，将中低速率的网络应用迁移到LTE Cat.1无疑是一个很好的选择，Cat.1也因此逐渐崭露头角。Cat.1旨在为物联网设备提供适用于广域网的连接，并主要应用于物联网和机器通信，可支撑海量机器类（eMTC）通信，目前成为物联网发展中不可或缺的一部分。
1.2 Cat.1主要特点
Cat.1在4G通信领域有着独特的地位和特点，主要表现为以下几点：
(1)全球覆盖和漫游：Cat.1支持全球覆盖，可以在各种不同的运营商网络下进行漫游。这意味着设备可以无缝地在不同的地区和国家之间进行通信，提供广泛的连接性。
(2)可靠连接：Cat.1技术提供了稳定可靠的连接，保证了物联网设备之间的数据传输和通信质量。
(3)带宽限制：与传统的移动宽带通信相比，Cat.1技术采用更窄的频段进行通信，从而降低了功耗和成本。它适用于物联网设备等低数据需求的应用场景。
(4)低延迟、快速传输：Cat.1具有较低的传输延迟，上行和下行峰值速率分别为5Mbit/s和10Mbit/s，能够快速传输数据。
(5)高效能耗：Cat.1设计为低功耗应用，能够在节能模式下工作并延长电池寿命。这使得设备可以连续运行多年，而无需经常更换电池。
Part 02、 Cat.1与窄带通信
Cat.1作为物联网应用的一部分，与窄带通信技术有着天然的共性。两者的目标非常契合，都强调低功耗、稳定连接以及高覆盖范围，这使得它们可以无缝地相互结合，共同优化数据传输。Cat.1在连接质量和稳定性方面的特点，与窄带通信在低功耗和长电池寿命方面的优势紧密匹配。
窄带音频通信技术是指在低带宽的网络环境中进行音频传输和通信。在窄带音频通信中，有两种技术可以用于减少音频传输所需的带宽，分别是：
- 非连续传输DTX（Discontinuous Transmission，DTX）技术
- 多帧同传（Multi-Frame Packet，MFP）技术
DTX技术结合MFP结合，可以降低大约70%的音频带宽占用，这两种技术我们在后续的一只“猫”的狭路独行 — Cat.1与窄带通信（二）中会进行详细介绍。
Part 03、 Cat.1结合窄带音视频通信在IoT领域的落地应用
Cat.1通信具有低功耗和稳定连接的特点，使其成为智能IoT设备的理想选择。特别是在IoT领域的语音通信方面，窄带通信技术的优势得到了显著展现。智能门铃、门锁等低功耗物联网终端可通过采用窄带通信，在满足语音通信需求的前提下，节省大量宝贵的带宽资源。
为更好的满足IoT智能终端多媒体交互市场需求，中国移动智慧家庭运营中心（以下简称：中移智家）以AIoTel体系为底座，利用DTX和MFP窄带音频技术的综合优势，将音频通信过程中所需的数据资源减少70%以上，对于使用移动网络的设备来说，节省的流量资源非常可观，可极大延长用户流量套餐的使用时长，降低用户使用成本。
中国移动首次推出基于Cat.1窄带通信的智能门锁，充分利用Cat.1的连接特性和窄带音频通信技术，具有开锁快、续航久、安全性高、远程控制灵活等优势，可满足无WiFi覆盖地区用户对智能IoT设备的需求，为打造蜂窝IoT低功耗多媒体通信生态奠定基础。
图片
图片
Part 04、 总结与展望
数字化时代物联网技术迅速崛起，正在改变着我们的生活方式和商业模式，从智能家居到工业自动化，从健康监测到城市管理。Cat.1作为低功耗、低成本的连接方式，与窄带通信技术的优化带宽结合，为不同应用场景提供了理想的解决方案。中移智家将依托于中国移动广泛覆盖的移动4G网络，进一步深耕Cat.1在IoT生态领域的应用。
