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 一、移動(dòng)通信的發(fā)展史

從人類(lèi)社會(huì)誕生以來(lái)，更加高效快捷的通訊就成為人類(lèi)矢志不渝的追求。中國(guó)古代有飛鴿傳書(shū)、烽火狼煙方式傳遞信息，這些傳遞信息的方式存在一定局限性。1844年，美國(guó)人莫爾斯發(fā)明了莫爾斯電碼，并在電報(bào)機(jī)上傳遞了第一條電報(bào)，開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)使用“電”來(lái)傳遞信息的先河。1864年麥克斯韋從理論上證明了電磁波的存在，1876年赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在，1896年意大利人馬可尼第一次用電磁波進(jìn)行了長(zhǎng)距離通訊實(shí)驗(yàn)，從此世界進(jìn)入了無(wú)線(xiàn)電通信的新時(shí)代，即移動(dòng)通訊。

現(xiàn)代移動(dòng)通訊以1986年第一代通訊技術(shù)(1G)發(fā)明為標(biāo)志，經(jīng)過(guò)三十多年的爆發(fā)式增長(zhǎng)，極大地改變了人們的生活方式，并成為推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的最重要?jiǎng)恿χ弧?/p>

1G：“大哥大”橫行的年代

1986年，第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)在美國(guó)芝加哥誕生。1G時(shí)代是大哥大橫行的時(shí)代，代表公司是美國(guó)的摩托羅拉。

1G采用模擬訊號(hào)傳輸，即將電磁波進(jìn)行頻率調(diào)制后，將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換到載波電磁波上，載有信息的電磁波發(fā)布到空間后，由接收設(shè)備接收，并從載波電磁波上還原語(yǔ)音信息，完成一次通話(huà)。但各個(gè)國(guó)家的1G通信標(biāo)準(zhǔn)并不一致，使得第一代移動(dòng)通訊并不能“全球漫游”，這大大阻礙了1G的發(fā)展。同時(shí)，由于1G采用模擬訊號(hào)傳輸，所以其容量非常有限，一般只能傳輸語(yǔ)音信號(hào)，且存在語(yǔ)音品質(zhì)低、訊號(hào)不穩(wěn)定、涵蓋范圍不夠全面，安全性差和易受干擾等問(wèn)題。

1G標(biāo)準(zhǔn)制定于上世紀(jì)80年代，全球1G標(biāo)準(zhǔn)有：

NMT：北歐國(guó)家、東歐以及俄羅斯

AMPS：美國(guó)，72多個(gè)國(guó)家地區(qū)采用

TACS：英國(guó)，30個(gè)國(guó)家地區(qū)采用(包括中國(guó))

JTAGS：日本移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)

C-Netz：西德移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)

Radiocom 2000：法國(guó)移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)

RTMI：意大利移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)

中國(guó)的第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)于1987年11月18日在廣東第六屆全運(yùn)會(huì)上開(kāi)通并正式商用，2001年12月31日中國(guó)移動(dòng)關(guān)閉TACS模擬移動(dòng)通信網(wǎng)，1G系統(tǒng)在中國(guó)的應(yīng)用長(zhǎng)達(dá)14年，用戶(hù)數(shù)最高達(dá)到了660萬(wàn)。

2G：諾基亞崛起時(shí)代

1992年，第二代移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)始了， 2G采用的是數(shù)字調(diào)制技術(shù)，比1G多了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)，這樣手機(jī)就不僅可以接打電話(huà)，發(fā)短信就成為了時(shí)髦的交流方式。

1G的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各不相同，只有“國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)”，沒(méi)有“國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)”，國(guó)際漫游是個(gè)大問(wèn)題，第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)(2G)就是要解決這些問(wèn)題。2G技術(shù)研發(fā)制定過(guò)程中嘗試了很多技術(shù)方式，如：時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、碼分多址(CDMA)。

時(shí)分多址TDMA就是基站輪流和手機(jī)通信，但是循環(huán)非?？?，人感覺(jué)就像一直在通信。時(shí)分多址TDMA的“址”就是輪流分得的發(fā)送時(shí)間。

頻分多址FDMA就是不同手機(jī)在不同的頻率上給基站同時(shí)發(fā)送信號(hào)，各個(gè)頻率互不干擾。頻分多址FDMA的“址”就是分配給用戶(hù)的不同車(chē)道。

碼分多址CDMA就是手機(jī)都在和基站通信，但是不同手機(jī)的信號(hào)前帶有自身標(biāo)簽，基站接收到手機(jī)發(fā)來(lái)的信號(hào)后，通過(guò)標(biāo)簽就能分辨信號(hào)來(lái)自哪個(gè)手機(jī)。碼分多址CDMA的“址”就是標(biāo)識(shí)手機(jī)的標(biāo)簽碼。

2G通訊系統(tǒng)有：

GSM：基于TDMA，源于歐洲、已全球化

IDEN：基于TDMA，美國(guó)電信系統(tǒng)商N(yùn)extell使用

IS-136(D-AMPS)：基于TDMA，源于美國(guó)

IS-95(CDMA One)：基于CDMA、源于美國(guó)

PDC：基于TDMA，僅在日本普及

2G時(shí)代也是移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)爭(zhēng)奪的開(kāi)始，主要通訊標(biāo)準(zhǔn)有以摩托羅拉為代表的CDMA美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，和以諾基亞為代表的GSM歐洲標(biāo)準(zhǔn)。最終隨著GSM標(biāo)準(zhǔn)在全球范圍更加廣泛的使用，諾基亞擊敗摩托羅拉成為了全球移動(dòng)手機(jī)行業(yè)的霸主。

中國(guó)從1996年引進(jìn)GSM商用，中國(guó)主要使用GSM-800, GSM-900, GSM-1800頻段一直到今天。2020年5月工信部強(qiáng)調(diào)，要引導(dǎo)新增物聯(lián)網(wǎng)終端不再使用2G/3G網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)推動(dòng)存量2G/3G物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)向NB-IoT/4G(Cat1)/5G網(wǎng)絡(luò)遷移。

由于3G是個(gè)相當(dāng)浩大的工程，從2G到3G不可能一步到位，因此出現(xiàn)了中間過(guò)渡的2.5G技術(shù)。2.5G的系統(tǒng)大致有：GPRS、EDGE、CDMA1X。2.5G俗稱(chēng)GPRS， EDGE俗稱(chēng)2.75G，在中國(guó)2.5G指的就是GPRS。2.5G時(shí)代的手機(jī)可以上網(wǎng)了，雖然數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣群苈?，但文字信息的傳輸由此開(kāi)始了，這成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)。

3G：移動(dòng)多媒體時(shí)代

2001年，3G正式登上了歷史的舞臺(tái)，2G雖然相比1G大大提升了效率， 但是滿(mǎn)足不了人們對(duì)的圖片和視頻傳輸?shù)囊?，因?G應(yīng)運(yùn)而生。采用更寬的頻帶，傳輸?shù)姆€(wěn)定性也大大提高，保證了速度和質(zhì)量，移動(dòng)通訊有更多樣化的應(yīng)用，因此3G被視為是開(kāi)啟移動(dòng)通訊新紀(jì)元的重要關(guān)鍵。

1940年，美國(guó)女演員海蒂?拉瑪和她的作曲家丈夫喬治?安塞爾提出一個(gè)Spectrum頻譜的技術(shù)概念，也稱(chēng)碼分?jǐn)U頻技術(shù)。1942年8月11日，這項(xiàng)技術(shù)在美國(guó)通過(guò)專(zhuān)利申請(qǐng)，美國(guó)國(guó)家專(zhuān)利局網(wǎng)站上的存檔顯示這個(gè)技術(shù)專(zhuān)利最初是用于軍事用途的，二戰(zhàn)結(jié)束后暫時(shí)失去了價(jià)值，美國(guó)軍方封存了這項(xiàng)技術(shù)。1985年，在美國(guó)的圣迭戈成立了一個(gè)名為“高通”的小公司，這個(gè)公司利用美國(guó)軍方解禁的碼分?jǐn)U頻技術(shù)開(kāi)發(fā)出一個(gè)被名為“CDMA”的新技術(shù)， CDMA就是3G的根本基礎(chǔ)原理。在3G時(shí)代，不管是那個(gè)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)都是基于高通CDMA，高通的CDMA是核心專(zhuān)利，通信方面一定繞不過(guò)去，就像修樓房一定離不開(kāi)鋼筋水泥沙子一樣，只要說(shuō)用3G網(wǎng)絡(luò)，就一定會(huì)給高通交專(zhuān)利費(fèi)，這就是行業(yè)人稱(chēng)的"高通"稅。

這個(gè)階段，移動(dòng)通信出現(xiàn)了新的玩家，除了北美和歐洲，中國(guó)也開(kāi)發(fā)了自己的標(biāo)準(zhǔn)。

3G的標(biāo)準(zhǔn)有：

美國(guó)CDMA2000：高通為主導(dǎo)提出應(yīng)用日韓北美

歐洲WCDMA：主要以GSM系統(tǒng)為主的歐洲廠商

中國(guó)TD-SCDMA：中國(guó)移動(dòng)一家采用

三大標(biāo)準(zhǔn)之外，Intel為首的一批廠商又推出了極具競(jìng)爭(zhēng)力的WiMAX技術(shù)，由于中國(guó)和歐洲的通訊生產(chǎn)商都一起對(duì)付美國(guó)WiMAX，連美國(guó)高通都不想生產(chǎn)WiMAX的支持設(shè)備和芯片，2010年，WiMAX標(biāo)準(zhǔn)的最大支柱Intel先撐不住了，宣布解散WiMAX部門(mén)。

2000年5月， ITU(國(guó)際電信聯(lián)盟)正式宣布三大3G國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA的技術(shù)不成熟，運(yùn)營(yíng)商和終端芯片方案商都不支持，但最終國(guó)家主推，“中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系到我國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展方向，要舉全國(guó)之力搞好TD-SCDMA”，所以建設(shè)TD-SCDMA網(wǎng)的艱巨而又光榮的任務(wù)交給了中國(guó)移動(dòng)，為防止運(yùn)營(yíng)商同時(shí)有兩張3G牌照，會(huì)優(yōu)先發(fā)展更成熟的WCDMA或CDMA2000，導(dǎo)致TD-SCDMA會(huì)被邊緣化，因此重新對(duì)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行了重組合并，明確每個(gè)運(yùn)營(yíng)商只建設(shè)一張網(wǎng)。中國(guó)聯(lián)通采用WCDMA，中國(guó)電信采CDMA2000，中國(guó)移動(dòng)采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的TD-SCDMA。

這個(gè)階段，一個(gè)重要的公司上線(xiàn)了——蘋(píng)果，同時(shí)一代巨頭諾基亞黯然離場(chǎng)。第一代iPhone的發(fā)布，使得智能手機(jī)的浪潮席卷全球，以前在電腦上才可以使用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，現(xiàn)在在手機(jī)上有了更好的體驗(yàn)，觸屏操控，各類(lèi)應(yīng)用軟件開(kāi)始了不斷更新迭代，人類(lèi)正式步入移動(dòng)多媒體時(shí)代。

2008年以后，以蘋(píng)果手機(jī)為首的智能機(jī)開(kāi)始大賣(mài)。移動(dòng)只能跟著眼紅，卻無(wú)計(jì)可施。因?yàn)楦咄ú辉干a(chǎn)TD-SCDMA芯片，所以蘋(píng)果手機(jī)根本不支持TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)(直到后來(lái)，才勉強(qiáng)支持)。就這樣移動(dòng)眼睜睜看著用戶(hù)不斷流失，市場(chǎng)份額下降，但是也為后續(xù)中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)奠定了基礎(chǔ)。

4G：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代

2008年發(fā)布的第四代網(wǎng)絡(luò)4G，中國(guó)成為標(biāo)準(zhǔn)的制定者之一。4G是在3G基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，采用更加先進(jìn)通訊協(xié)議的第四代移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)。對(duì)于用戶(hù)而言，2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)最大的區(qū)別在于傳速速度不同，4G網(wǎng)絡(luò)作為最新一代通訊技術(shù)，在傳輸速度上有著非常大的提升，理論上網(wǎng)速度是3G的50倍，實(shí)際體驗(yàn)也都在10倍左右，上網(wǎng)速度可以媲美20M家庭寬帶，4G網(wǎng)絡(luò)可以滿(mǎn)足游戲服務(wù)，高清移動(dòng)電視，視頻會(huì)議。

4G有兩大技術(shù)根基：LTE和IEEE802.16m(WiMax2)，LTE是Long Term Evolution長(zhǎng)期演進(jìn)，就是在3G基礎(chǔ)上通過(guò)技術(shù)迭代慢慢達(dá)到4G。

2009年10月，ITU共計(jì)征集到了六個(gè)候選技術(shù)，六個(gè)技術(shù)可以分為兩大類(lèi)，一是基于3GPP的LTE-Advanced的技術(shù);另外一類(lèi)是基于IEEE802.16m(WiMax2 )的技術(shù)，中國(guó)提交的候選技術(shù)作為L(zhǎng)TE-Advanced的一個(gè)組成部分。

六個(gè)候選技術(shù)分別是：

• 北美標(biāo)準(zhǔn)化組織IEEE的802.16m(WiMax2)
• 日本3GPP的FDD-LTE-Advance
• 韓國(guó)(基于802.16m)
• 中國(guó)(TD-LTE-Advanced)(LTE-TDD)
• 歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP(FDD-LTE-Advance)

4G時(shí)代，各種各樣的新型移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)公司如雨后春筍般爭(zhēng)相出現(xiàn)，人們的生活被徹底改變，生活越來(lái)越便捷，4G使人類(lèi)進(jìn)入了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代。

5G：萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代

隨著每個(gè)人平均擁有的移動(dòng)設(shè)備的增多，隨著越來(lái)越多的設(shè)備接入云端，網(wǎng)絡(luò)擁堵已經(jīng)成為了我們所需要面對(duì)的問(wèn)題。而針對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)阻塞時(shí)因?yàn)樾畔⒌膫鬏斅蚀笥谛诺廊萘浚?G帶來(lái)的解決方法就是加大帶寬，利用毫米波，大規(guī)模多輸入多輸出，3D波束成形，小基站等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)比4G更快的速度，更低的時(shí)延和更大的帶寬，可以同時(shí)鏈接千億個(gè)設(shè)備。

5G網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)勢(shì)數(shù)據(jù)傳輸速率高，最高可達(dá)10Gbit/s，比先前的4G LTE蜂窩網(wǎng)絡(luò)快100倍。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是較低的網(wǎng)絡(luò)延遲，低于1毫秒，而4G的延遲為30-70毫秒。

5G的標(biāo)準(zhǔn)還未完全確立，在5G階段，3GPP組織把接入網(wǎng)(5G NR)和核心網(wǎng)(5G Core)拆開(kāi)了，要各自獨(dú)立演進(jìn)到5G時(shí)代，這是因?yàn)?G不僅是為移動(dòng)寬帶設(shè)計(jì)，它要面向eMBB(增強(qiáng)型移動(dòng)寬帶)、URLLC(超可靠低時(shí)延通信)、mMTC(大規(guī)模機(jī)器通信)三大場(chǎng)景。簡(jiǎn)單說(shuō)就是5G不只是把速度搞上去就行，還得解決延遲、承受大規(guī)模機(jī)器同時(shí)通信，

提到5G，有一個(gè)詞匯雙模、雙載波，包含了目前5G最為大家討論關(guān)心的兩個(gè)方面：

(1)雙模指5G網(wǎng)絡(luò)的兩種部署方式 NSA(非獨(dú)立組網(wǎng))、SA(獨(dú)立組網(wǎng)) 用最簡(jiǎn)單的話(huà)說(shuō)就是：SA需要新建5G基站和5G核心網(wǎng)，NSA就是利用4G基站或核心網(wǎng)

(2)雙載波 這個(gè)術(shù)語(yǔ)說(shuō)的是5G的兩個(gè)頻段區(qū)間 一種是6GHz以下，又稱(chēng)Sub-6GHz，跟目前2、3、4G差不多在一個(gè)頻段 一種是在24GHz以上，高頻毫米波(mmWave)

2019年6月6日，工信部正式向中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通、中國(guó)廣電發(fā)放5G商用牌照。

歷代移動(dòng)通信的發(fā)展，都以典型的技術(shù)特征為代表，同時(shí)誕生出新的業(yè)務(wù)和應(yīng)用場(chǎng)景。而5G將不同于傳統(tǒng)的幾代移動(dòng)通信，5G不再由某項(xiàng)業(yè)務(wù)能力或者某個(gè)典型技術(shù)特征所定義，它不僅是更高速率、更大帶寬、更強(qiáng)能力的技術(shù)，而且是一個(gè)多業(yè)務(wù)多技術(shù)融合的網(wǎng)絡(luò)，更是面向業(yè)務(wù)應(yīng)用和用戶(hù)體驗(yàn)的智能網(wǎng)絡(luò)，最終打造以用戶(hù)為中心的信息生態(tài)系統(tǒng)。最終實(shí)現(xiàn)“信息隨心至，萬(wàn)物觸手及”。盡管目前來(lái)說(shuō)5G未規(guī)模商用，但所有人對(duì)即將到來(lái)的5G時(shí)代是充滿(mǎn)向往與期待的。

二、中國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展

技術(shù)

通信技術(shù)基本保持著十年一代，但每一代都有新面孔出現(xiàn)，也有老面孔消失。1G有摩托羅拉，2G有諾基亞、愛(ài)立信和西門(mén)子，3G有高通、蘋(píng)果，而4G和5G則出現(xiàn)了華為。中國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)，1G空白、2G跟隨、3G突破、4G同步，到了5G終于看到了更具創(chuàng)新性的苗頭了，不過(guò)這樣引起部分國(guó)家的打壓，可能地主收租習(xí)慣了，擔(dān)心未來(lái)得向富裕起來(lái)的貧農(nóng)交租，領(lǐng)導(dǎo)地位被挑戰(zhàn)。關(guān)注微信公眾號(hào) 嵌入式系統(tǒng) 獲取更多信息。

運(yùn)營(yíng)商

為了發(fā)展3G，尤其是支持中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)TD_SCDMA，根據(jù)國(guó)家六網(wǎng)合三政策，中國(guó)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行了拆分、重組、合并。2008年電信業(yè)重組之前，中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通主要經(jīng)營(yíng)移動(dòng)業(yè)務(wù)(GSM、CDMA手機(jī)業(yè)務(wù))、中國(guó)電信、中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)鐵通經(jīng)營(yíng)固網(wǎng)業(yè)務(wù)(固定電話(huà)、寬帶)，中國(guó)衛(wèi)通涉足航空航天和衛(wèi)星通信。

2008年重新組合后

• 移動(dòng)+鐵通=新移動(dòng)，主要經(jīng)營(yíng)固網(wǎng)+2G(GSM)+3G(TD-SCDMA);
• 中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)網(wǎng)通合并成為聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)公司(聯(lián)通+網(wǎng)通=新聯(lián)通)主要經(jīng)營(yíng)固網(wǎng)+2G(GSM)+3G(WCDMA);
• 電信收購(gòu)原聯(lián)通的CDMA網(wǎng)絡(luò)，和部分中國(guó)衛(wèi)通，中國(guó)電信主要經(jīng)營(yíng)固網(wǎng)+2G(CDMA)+3G(CDMA2000)。
• 三家運(yùn)營(yíng)商都可以提供固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)和移動(dòng)通信業(yè)務(wù)。

在5G時(shí)代，又新增了中國(guó)廣電。目前現(xiàn)狀：

• 中國(guó)移動(dòng) 主要運(yùn)營(yíng)GSM、TD-SCDMA、TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和固網(wǎng)。
• 中國(guó)聯(lián)通 主要運(yùn)營(yíng)GSM、WCDMA、FDD-LTE，固網(wǎng)。
• 中國(guó)電信 主要運(yùn)營(yíng)CDMA、CDMA2000、FDD-LTE、TD-LTE網(wǎng)絡(luò)和固網(wǎng)。
• 中國(guó)廣電 主要經(jīng)營(yíng)互聯(lián)網(wǎng)國(guó)內(nèi)數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)、國(guó)內(nèi)通信設(shè)施服務(wù)業(yè)務(wù)。

三、物聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備主要具備如下大特點(diǎn)：

1、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單：系統(tǒng)復(fù)雜度低能保證IoT設(shè)備在惡劣環(huán)境下正常工作

2、成本低廉：IoT設(shè)備一般都是成本低

3、大覆蓋范圍：要保證弱信號(hào)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)能傳輸

4、低功耗：大部分應(yīng)用場(chǎng)景都需要使用電池功能

5、低速率：傳輸數(shù)據(jù)量小，速率低

6、海量設(shè)備接入：小范圍存在大量終端設(shè)備入網(wǎng)。

盡管用于物聯(lián)網(wǎng)的通訊技術(shù)很多，但沒(méi)有哪個(gè)技術(shù)有一統(tǒng)江湖的趨勢(shì)。

工信部提出建立NB-IoT(窄帶物聯(lián)網(wǎng))、4G(含LTE-Cat1，即速率類(lèi)別1的4G網(wǎng)絡(luò))和5G協(xié)同發(fā)展的移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)綜合生態(tài)體系，在深化4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋、加快5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的基礎(chǔ)上，以NB-IoT滿(mǎn)足大部分低速率場(chǎng)景需求，以L(fǎng)TE-Cat1(以下簡(jiǎn)稱(chēng)Cat1)滿(mǎn)足中等速率物聯(lián)需求和話(huà)音需求，以5G技術(shù)滿(mǎn)足更高速率、低時(shí)延聯(lián)網(wǎng)需求。

簡(jiǎn)單的可以理解為，國(guó)家推薦的是NB-IoT和LTE-Cat1，不建議GSM/GPRS。對(duì)應(yīng)大部分物聯(lián)網(wǎng)來(lái)說(shuō)，目前低功耗且低成本的4G才是主流，簡(jiǎn)稱(chēng)NB和cat1網(wǎng)絡(luò)。

那什么是Cat.1?它和NB-IoT、eMTC有什么關(guān)系呢?Cat.M1和Cat.NB-1又是什么?

3GPP組織制定LTE標(biāo)準(zhǔn)，支持為不同用戶(hù)提供不同等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)能力。在LTE里提出了重要的QoS(Quality of Service，服務(wù)質(zhì)量)概念。不同的業(yè)務(wù)，對(duì)于不同的QoS，網(wǎng)絡(luò)提供不同的帶寬和接入優(yōu)先級(jí)。

除了網(wǎng)絡(luò)之外，3GPP還打算給用戶(hù)終端(包括手機(jī)、可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等)也做個(gè)分類(lèi)。2009年3月，3GPP發(fā)布Release8版本、正式提出LTE的時(shí)候，同步推出了LTE Cat.1、Cat.2、Cat.3、Cat.4、Cat.5一共5個(gè)終端類(lèi)別。后來(lái)，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。

cat是英文單詞Category的縮寫(xiě)。意思是類(lèi)別、種類(lèi)，不同的Cat表示不同的速率

在LTE發(fā)展初期，Cat.1并沒(méi)有被業(yè)界所關(guān)注。隨著可穿戴設(shè)備的逐漸普及，Cat.1才逐漸被業(yè)界重視。但是，Cat.1終端需要使用2根天線(xiàn)，對(duì)體積敏感度極高的可穿戴設(shè)備來(lái)說(shuō)仍然“要求過(guò)高”(一般只配備1根天線(xiàn))。所以，在R12/R13中，3GPP多次針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化。

首先是在R12中增加了新終端等級(jí)Cat.0，放棄了對(duì)MIMO(多天線(xiàn))的支持，簡(jiǎn)化為半雙工，峰值速率降低為1Mbit/s，終端復(fù)雜度降低為普通LTE終端的40%。這樣一來(lái)，初步達(dá)到了物聯(lián)網(wǎng)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)。于是，3GPP在R13中又新增Cat.M1等級(jí)的終端，信道帶寬和射頻接收帶寬均為1.4MHz，終端復(fù)雜度進(jìn)一步降低。而Cat.M1，也就是我們之前常說(shuō)的eMTC(enhanced Machine-Type Communication，增強(qiáng)型機(jī)器類(lèi)型通信)。

此外，3GPP在R13中同時(shí)新增了一個(gè)Cat.NB-1，它的接收帶寬僅180kHz。這個(gè)Cat.NB-1，就是我們的NB-IoT(Narrow Band Internet of Things，窄帶物聯(lián)網(wǎng))。

eMTC還有一個(gè)名字，叫做LTE-M，LTE-Machine-to-Machine，LTE-機(jī)器到機(jī)器。也就是說(shuō)，是機(jī)器之間用LTE通信，非常直白了，適用于物聯(lián)的LTE網(wǎng)絡(luò)。

可見(jiàn)，Cat.1、Cat.M1(eMTC)和Cat.NB-1(NB-IoT)，這三兄弟都是3GPP定義用于物聯(lián)網(wǎng)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)。它們和其它Cat的定位如下圖：

隨著2G/3G的加速退網(wǎng)，運(yùn)營(yíng)商們開(kāi)始積極引導(dǎo)行業(yè)用戶(hù)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。

NB-IoT適合低速、數(shù)據(jù)量小的場(chǎng)景，當(dāng)初設(shè)計(jì)的按APN分配休眠喚醒機(jī)制以及對(duì)接受運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)，對(duì)傳統(tǒng)的tcp長(zhǎng)連接存在一定硬傷，數(shù)據(jù)響應(yīng)和功耗方面不如Cat1。eMTC國(guó)內(nèi)目前未組網(wǎng)，Cat.1基于現(xiàn)有的LTE網(wǎng)絡(luò)，不需要增加額外投資。Cat.1芯片及模組方案成熟，價(jià)格便宜，未來(lái)cat1可能會(huì)成為國(guó)內(nèi)低成本物聯(lián)網(wǎng)的主流。

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