在迈向5G的当下，为什么这个领域用上4G也是巨大的进步？-王一鸣

（文/观察者网 一鸣）7月30日，哈啰出行联合中国联通、紫光展锐、广和通三家企业共同宣布，率先在其共享两轮出行服务中应用4G Cat.1通讯网络。

哈啰称，首批1500辆搭载4G Cat.1bis模组的哈啰助力车已于今年7月投入使用，搭载4G Cat.1bis模组的哈啰单车也将于今年启用。

搭载4G Cat.1bis模组的哈啰单车

此次上线的4G Cat.1bis哈啰助力车搭载了紫光展锐春藤8910DM芯片的广和通4G Cat.1bis模组。

这是共享两轮出行第一次应用Cat.1通讯技术，也标志着共享两轮出行从2G大规模迈入4G时代。

两头受气的Cat.1

在全社会推进5G的当下，为何用上了4G就是一个进步？要弄清这个问题，首先要了解什么是Cat.1。

Cat.1全称全称为LTE UE Category.1，是国际通信标准组织3GPP用来衡量用户终端设备的无线性能的标准。

其中Cat是Category（类别）的缩写，指UE-Category（UE: User Equipment，用户设备）。Cat 后面的数字即代表不同的种类。

根据3GPP Release的定义，UE-Category被划分为1-15共15个等级。Cat.1-5是2009年3月3GPP发布Release8版本时推出；2011年发布Release 10时又定义了Cat.6-8；Cat.9-12和Cat.13-15则分别由Release 11和Release 12定义。

不同Category级别速率对应表

其中，Cat.1主要针对的就是物联网应用的，其下行速率最高可达10Mbps，上行速率最高可达5Mbps。

但是，由于当时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相当不友好。

为了应对这一尴尬局面，GPP在Release 12和Release 13中针对物联网进行了多次优化。

其中，在Release 12版本中新增加了针对物联网市场的新终端等级Cat.0，放弃了对MIMO（多天线）的支持，峰值速率降低为1Mbps，终端复杂度降低为Cat.1的50%左右。

虽然Cat.0终端的信道带宽降至1.4MHz，但其射频接收带宽仍达到了和Cat.1一样的20MHz。

在Release 13中，3GPP又新增科Cat.M1（即eMTC，enhanced Machine-Type Communication，增强型机器类型通信）等级的终端，信道带宽和射频接收带宽均为1.4MHz，最高数据传输速率1Mbps，终端复杂度进一步降低。

同时还新增了一个接收带宽仅180kHz的Cat.NB-1，支持100Kbps以下速率传输低流量数据，就是常说的NB-IoT（Narrow Band Internet of Things，窄带物联网）。

可以看到，在针对物联网的标准中，NB-IoT的速率是最慢的，eMTC次之，Cat.1最快（也就5Mbps）。

随着物联网及可穿戴市场的爆发，越来越凸显了LTE缺乏单天线标准的缺憾。3GPP发布Release 14版本，单天线的Cat.1 bis正式被写进规范。

基于Cat.1的相关产品面市也相当早，高通、Sequans、Altair等芯片厂商在2015年就推出了Cat.1芯片，但Cat.1一开始却并不受欢迎。

得益于强连接、低功耗、低成本、高可靠性等优势，NB-IoT得到了众多运营商和物联网厂商的力推，在智能抄表这类极低速率要求的场景上得到了广泛应用。

相比之下，Cat.1虽然具有传输速率更高、低延时、支持移动性、支持VoLTE语音通信等优势，但成本却高出了很多。

一个典型的例子是Cat.1性能更强的Cat.4的挤压，由于前者速率只有后者的10%-15%，但当时两者的模组价格几乎一致，例如高通MDM9207-1芯片成本直追Cat.4，导致大部分主流模组厂家都把精力放到Cat.4上。

不过，虽然NB-IoT和Cat.4一度占据了市场，但前者需要新建基站增加硬件资源投入，网络覆盖远低于LTE网络，数据传输速度和较弱；后者虽然是LTE最为成熟商用的技术，但却不适用于对速率要求不高、但对时延和成本较为敏感的行业应用，如公网对讲、共享经济、金融支付、智慧能源、工业控制等领域。

时来运转的Cat.1

这一情况直到去年才迎来转机。2019年10月，工业和信息化部新闻发言人、信息通信发展司司长闻库表示，我国移动通信的网络在2G/3G退网条件已经逐步成熟。国内的2G/3G网络的退网开始进一步加速。

而工信部2020年3月10日发布的《关于深入推进移动物联网全面发展的通知（征求意见稿）》，更是成为引爆Cat.1市场的导火索。

《通知》明确提到，“鼓励2G/3G用户尽快迁移转网”，同时以NB-IoT与Cat.1协同承接2G/3G物联连接，提升频谱利用效率。

原来，在未来数百亿的物联网连接中，对于网络的能力需求是不一样的，10%的节点需要大带宽高速的通信技术，如高速率4G（Cat.4 以上）、5G等，30%的节点需要中等速度传输技术，60%的节点需要低速率的连接技术，而Cat.1将承担主要的中速率场景需求。

物联网连接速率需求

翱捷科技（ASR）和紫光展锐两款Cat.1芯片在2019相继投入投产，也使得Cat.1模组价格开始在市场上具有竞争力。

2019年9月，翱捷科技（ASR）推出了Cat.1与GSM双模的芯片ASR3601/1601，随后大量模组厂商相继推出基于ASR芯片的Cat.1模组，如移远通信、域格通信、芯讯通，高新兴物联，信可，信位、锐骐等。

2019年11月，紫光展锐发布了全球首款LTE Cat.1 bis芯片平台——春藤8910DM，这也是首款Cat.1定制芯片。

这款芯片采用28nm工艺，集成蓝牙、Wi-Fi室内定位，支持VoLTE，连接稳定功耗也相当低。

随着该芯片的推出，多看搭载该芯片的Cat.1模组产品相继推出。2020年3月，基于春藤8910DM的广和通LTE Cat.1模组L610完成中国电信测试入库。随后，龙尚、有方、美格、移柯、骐骏、合宙等模组厂家相继都有产品投入量产。

文章开头提到的哈啰助力车使用的就是搭载了紫光展锐春藤8910DM芯片的广和通4G Cat.1bis模组。

据了解，搭载4G Cat.1bis模组的哈啰单车可将开关锁耗时平均缩短30%以上，用户能直观感受到开关锁体验明显提升。

同时，由于网络速度的大幅提升，单车企业可以带给用户更丰富的车上服务，比如基于LBS 的动态天气提醒，商圈广告推送等。

在31日的哈啰发布会上，广和通CEO应凌鹏直言不讳：“在行业应用领域，一定是应用场景决定技术选择，共享单车通信特别需要可靠和稳定，走出2G之后的最佳选择就是4G Cat.1。”

紫光展锐工业物联网副总裁鲜苗也指出，紫光展锐推出的Cat.1bis芯片“春藤8910DM”很好地承载了存量物联网业务的迁移，填补中速率场景空白，为包括共享单车在内的多样化场景提供优异的覆盖和连接速度。

由此可见，Cat.1的突然走红，是政策、产业多种合力共振结果。可以预见，Cat.1未来会迎来更广阔的前景，而不是昙花一现。

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