Cat.1bis 你懂了么

今年5月，工信部办公厅发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，明确表示，以NB-IoT与Cat.1协同承接2G/3G物联连接，提升频谱利用效率。在保障存量物联网终端网络服务水平的同时，引导新增物联网终端不再使用2G/3G网络，推动存量2G/3G物联网业务向NB-IoT/4G(含Cat.1)/5G网络迁移。

令人好奇的是，Cat.1全称LTE UE Category 1(LTE终端能力等级1)，来自于2009年3GPP Release 8的初代LTE定义，距今已超十年的老兵，多年默默无闻，为何突然受到工信部的点名垂青焕发青春，背后的真实逻辑是什么，本文剖析如下。

事实上，2020年5月工信部发文中提及的Cat.1已不再是狭义的初代LTE定义，而是新增包含Release 13 Cat.1bis内涵的广义名词。

Cat.1bis名称的由来?

Cat.1bis中的bis来源于拉丁语”第二次或再一次”之意，放在Cat.1之后寓意其是在传统Cat.1能力等级基础上的二次衍生。

Cat.1和Cat.1bis是什么关系呢?

我们把时钟退回到2015年4月，第一代智能手表产品正式发售，开启可穿戴品类大幕。相信大家都还记得，早期可穿戴设备主要以智能手机伴侣形态出现，并不具备独立的蜂窝通信功能，还不是绝对意义上的独立品类。深纠其根源我们发现，可穿戴设备因追求极致尺寸有着强烈的小型化设计需求，而传统4G蜂窝终端必选的2Rx(双接收天线)天线摆放异常艰难，即使强行放入，分集接收效果也会大打折扣。同时，截止到智能可穿戴设备兴起的时代，官方具备1Rx(单接收天线)接收规格的终端能力等级仅限Cat.0/Cat.M1/Cat.NB1，他们最高1Mbps的极限吞吐不足以满足可穿戴场景的用户体验。意味着，亟需制定适用于可穿戴品类的单天线终端能力新等级。

有鉴于此，2016年6月至2017年3月 3GPP RAN#73~#75标准全会就该单天线终端能力新等级做了讨论与定义，最终在2017年3月9日3GPP Release 13 LTE Cat.1bis核心部分正式冻结，其将初代LTE Cat.1作为技术锚点，会同后续配套的标准性能部分和一致性认证部分，通过极低的标准修订成本，定义出了符合中速人联/物联应用场景且具备完善后向兼容能力的终端能力等级--Cat.1bis。

注：在Cat.1bis标准制定过程中，中国信息通信研究院和中国移动代表中国厂商提供了重要贡献。

3GPP R8 Cat.1 VS. R13 Cat.1bis

关键项

R8 Cat.1

R13 Cat.1bis

解读

峰值速率

DL/UL 10Mbps/5Mbps

DL/UL 10Mbps/5Mbps

两者一致

接收天线

2Rx及以上

1Rx

关键差异项: Cat.1bis是3GPP官方单天线品类

终端能力

指示

UE-EUTRA-Capability:

accessStratumRelease <rel8>

ue-Category<1>

UE-EUTRA-Capability:

accessStratumRelease <rel13>

ue-Category<1> &

ue-CategoryDL-v1350 <oneBis> &

ue-CategoryUL-v1350 <oneBis>

关键差异项: Cat.1bis终端通过同时上报支持Category<1>和<onebis>字段，实现全面兼容网络侧任意协议版本的设计构想

链路预算[1]

MCL<=140.7dB

MCL<=140.7dB

两者基本一致

终端成本[1]

同传统LTE

相比传统LTE成本节省约24%~29%

关键差异项:Cat.1bis单接收天线设计带来了可观的成本优势

RAN5测试用例集

同传统LTE

使用

3GPP WI “LTE_UE_cat_1RX-UEConTest”定义的用例集

关键差异项:Cat.1bis有其不同于传统LTE的独立测试认证用例体系

[1]. 3GPP TR 36.888

基于以上对照表可知，虽然其原始驱动力仅来自可穿戴品类，但Cat.1bis终端能力新等级既能满足中速人联/物联品类的数据吞吐量需求，又能提供相比传统LTE更优的成本与更小的尺寸，还能在现有4G接入网几乎零改造前提下实现快速部署。相应优势自然会被工信部主管部门留意到，顺理成章的有了本文开场的《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》中将Cat.1(bis)全面纳入物联场景推荐解决方案的指导意见。

·我是谁

3GPP R13官方终端能力等级中与Cat.0/Cat.M1/Cat.NB1并列的single receiver类别，能够在保持DL/UL 10Mbps/5Mbps峰值速率的前提下实现较优成本

·我从哪里来?

可穿戴设备的尺寸之殇带来对single receiver的刚需，通过对常规Cat.1(2Rx)的最小化标准修订，低调问世

·要到哪里去?

凭借超高部署性价比(数据速率、终端成本与网络改造代价的较佳折衷)成为万物互联时代中低速率应用场景的最佳选择，5G新时代与eMBB、NB-IOT并列新风口

Cat.1bis的产品化、商用化历程

在3GPP标准先行后，接下来就是Cat.1向Cat.1bis创新发展的产品化、商用化历程。

2017年，3GPP Cat.1bis标准讨论如火如荼之际，紫光展锐Cat.1bis芯片同步提上规划和设计日程。

2018年，展锐Cat.1bis芯片样片就已经开始针对战略客户进行推广、合作与开发。

2019年4月10日，全球认证论坛GCF CAG#58次会议展锐联合罗德与施瓦茨，成功激活Cat.1bis GCF WI-299，开启Cat.1bis GCF认证及一致性测试生态。

2019年8月15日，中国通信标准化协会TC5 WG9#100次会议正式通过Cat.1bis写入通信行业标准《LTE数字蜂窝移动通信网终端设备技术要求(第四阶段)》。

2019年11月16日，在第7届中国移动全球合作伙伴大会上，紫光展锐重磅发布新一代物联网芯片平台—春藤8910DM，这是全球首颗LTE Cat.1bis物联网芯片平台，可广泛应用于万物互联的多个领域。

2019年12月，中国移动研究院组织的Cat.1/1bis现网兼容性测试验证中，春藤8910DM率先通过与全部六家主流基站厂商的现网测试项。

2020年3月，春藤8910DM全额中标联通物联网有限责任公司公网数字对讲PCBA采购项目，该项目是联通物联网有限责任公司的首个Cat.1产品招标项目。

2020年4月，广和通基于春藤8910DM芯片的模组产品L610，率先实现CCC、SRRC、NAL、中国电信运营商认证大满贯，成为国内首家具备量产出货资质的Cat.1bis模组产品。

2020年6月，中国联通重磅发布搭载春藤8910DM芯片的业内第一款支持LTE Cat.1bis且与主流Cat.4模块软硬件兼容的雁飞Cat.1模组。

2020年6月，由联通物联网公司、中国联通物联网研究院、紫光展锐共同联合Cat.1/1bis产业链12家合作伙伴编写的《联通物联网Cat.1白皮书V1.0》正式发布，这是物联网行业首个Cat.1/1bis白皮书，紫光展锐是白皮书主编单位中唯一的芯片企业。

2020年7月，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：哈啰出行率先在其共享两轮出行服务中应用4G Cat.1bis技术，搭载4G Cat.1bis模组的1500辆哈啰助力车已正式投入使用。这是共享两轮出行领域第一次应用Cat.1bis通讯技术，也标志着共享两轮出行将大规模迈入4G时代。

2020年8月，备受业界期待的中国联通Cat.1芯片集中比选项目结果出炉，紫光展锐独家中标。根据公布的招标信息显示，本次采购规模为500万套，是截至目前运营商Cat.1芯片招标中规模最大的项目之一。此次大规模采购，对Cat.1产业链乃至整个蜂窝物联网产业具有积极的影响作用，将推动Cat.1产业的快速规模化发展。此次项目的成功中标，再一次印证了展锐在Cat.1领域的全面领先优势。

截至2020年8月，已有数十款搭载春藤8910DM芯片的Cat.1bis模组上市并在多领域、多场景落地应用。包括中国移动、中国联通、广和通，有方科技、美格智能、合宙、龙尚、有人物联网、骐俊物联等多家模组厂商伙伴们，都选择了展锐的春藤8910DM芯片，推出一系列Cat.1bis模组，可广泛应用于共享经济、金融支付、公网对讲、能源、工业控制等场景。

从Cat.1到Cat.1bis，3GPP标准规范在持续的升级演进，并且逐渐被包括运营商、芯片厂家、模组厂家、终端厂家等在内的整个物联网生态圈所接受和广泛应用。从一个纸上的技术标准转变为现实世界中构建万物互联的产品和应用，衍生出基于Cat.1bis的一系列细分市场和产业生态，聚合成一个巨大的规模市场。

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