在迈进5G的时下,为何这一行业用上4g也是极大的发展?

时间:2020-08-02 09:38 点击:138

原标题:在迈向5G的当下,为什么这个领域用上4G也是巨大的进步?

(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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