2020年是5G商用的第一年。但是，如果我们在物联网行业举办一场“2020最热通信技术”的比赛，5G很可能不会是独家冠军。

因为，有一匹黑马，今年迅速崛起，吸引了全行业的关注，成为大众热议的话题。

没错，这匹黑马就是今天文章的主角，——LTE Cat.1

据统计，2020年，全球将有1500万个新的LTE Cat.1连接。乍一看，数量不多，但增长非常快。行业信息机构TSR预测，未来几年，LTE Cat.1模块将保持年均3000万台以上的出货量。有专家大胆预测，今年(2021年)将达到5000万。

为什么LTE Cat.1迅速普及？与其他蜂窝物联网技术相比，它有哪些优势？我们现在常说的Cat.1和cat . 1之二有什么区别？

别担心，让我们从头开始。

LTE Cat.1的发展历程

2009年3月，标准组织3GPP发布了Release 8，正式将LTE推向全球。

当时3GPP定义了5个终端类别，分别是LTE Cat.1、Cat.2、Cat.3、Cat.4、cat.5，所谓Cat就是英文单词“category”的缩写，意思是“category，Category”。

之所以有这么多UE Category，是因为3GPP非常看好物联网市场的发展前景，希望设计不同速率等级的终端类型，满足物联网不同落地场景的需求。

从上图可以看出，LTE Cat.1的上行速率仅为5Mbps左右，是专门为速率要求较低的物联网应用而设计的。

LTE Cat.1推出后，并没有得到太多的关注。当时蜂窝物联网的使用场景不多，用户不熟悉，市场没有打开。

几年后，随着LTE网络覆盖的快速发展，厂商又开始关注LTE Cat.1。

当初一些手机终端厂商针对4G老年智能手机采用LTE Cat.1，就是针对其“配置简单”、成本低的特点。后来，蜂窝物联网的应用场景迅速增加，LTE Cat.1迎来了机遇。

2015年4月，第一代智能手表产品正式发布，拉开了价值千亿元的可穿戴电子产品的市场竞争大幕。

在激烈的市场竞争中，可穿戴设备厂商发现LTE Cat.1无法用于可穿戴设备。原因是Cat.1和传统的LTE终端一样，都是双天线设计。另一方面，可穿戴设备对体积的要求很高，而且必须小巧，因此不能接受双天线。即使强制，分集接收效果也会大打折扣。

当时官方采用1Rx(单接收天线)接收规范的终端能力等级仅为cat.0/cat.m1/cat.nb1，但这些技术只能实现1Mbps的最大吞吐速率，无法满足可穿戴场景的用户体验。

因此，设计适合可穿戴品类的新型单天线终端能力水平被提上日程。

2016年6月至2017年3月，3GPP RAN#73~#75标准全体会议讨论并定义了单天线终端能力的新水平。终于在2017年3月9日，3GPP Release 13 LTE Cat.1bis的核心部分正式冻结，LTE Cat.1bis诞生。

除了天线数量之外，LTE Cat.1bis和LTE Cat.1没有太大区别，两者上行速率均为5Mbps，下行速率均为10Mbps，链路预算基本相同。

这个“bis”在英语中的意思是“重复，两次，再一次”。

LTE Cat.1bis不仅可以满足中速人联/物联网品类的数据吞吐量需求，而且比传统LTE提供更好的成本和更小的体积。更重要的是，它可以在几乎零改造的前提下快速部署现有的4G接入网，大大降低落地成本。

然而，如此完美的LTE Cat.1bis技术，在推出后的前两年，不仅没有爆发，反而变得更加沉寂，几乎没有产生实质性的产业效益。这是为什么？

大概有两个原因。

一方面是因为LTE Ca。

t.1bis的标准化速度太慢。2018年9月，LTE Cat.1bis才完成合规认证所必要的测试部分（Testing part）冻结，根本没赶上2017年7月的全球首款蜂窝版可穿戴产品上市这波行情。

另一方面，R13 Cat.1bis推出之后，业界根本没来得及准备合适的芯片平台。没有芯片，咋推出产品？

阴差阳错之下，Cat.1bis最终缺席了原本属于它的可穿戴/中速物联广阔舞台。

▉ Cat.1bis的逆袭

到了2019年底，情况发生了根本性的变化。之前没有的终端芯片平台，现在有了！

2019年11月16日，在第7届中国移动全球合作伙伴大会上，紫光展锐重磅发布了新一代物联网芯片平台——展锐8910DM，这是全球首颗LTE Cat.1bis物联网芯片平台。

从功能上来看，展锐8910DM又不仅是一颗LTE Cat.1bis芯片。它采用28nm工艺，具备显著的低功耗优势，支持LTE Cat.1bis和GSM双模，上下行速率分别是5Mbps和10Mbps，拥有高集成度，同时集成了蓝牙通讯和Wi-Fi室内定位，可实现更稳定的连接，支持VoLTE。

展锐8910DM的推出，解决了用户在物联网连接中通信、运算、存储、定位等多方面的需求和痛点，引领了行业标准制定和行业生态构建，填补了低功耗窄带物联网与传统宽带物联网之间的蜂窝通信芯片方案空白。

芯片平台诞生之后，外部环境也发生了微妙变化，为LTE Cat.1bis的爆发创造了非常有利的条件。

什么变化？当然是5G的商用。

5G商用，意味着运营商又多了一张网络需要维护，势必增加其网络运维压力。为了减少压力，集中资源建设新网络，运营商会加速2G/3G的退网。

2G/3G想要顺利退网，就必须有合适的替代技术，承接海量的中低速物联网终端。

NB-IoT是窄带物联网，速度极低，仅可承载部分2G网络物联网终端。“中速率、语音通话、移动连接”的业务需求，自然而然就落在了LTE Cat.1bis 的身上。

2020年5月，工信部发布了《关于深入推进移动物联网全面发展的通知》，其中明确指出：“推动2G/3G物联网业务迁移转网，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，建立协同发展的移动物联网综合生态体系。”

针对这个协同发展的体系，行业已经形成了普遍共识，那就是物联网连接的“631”结构。所谓“631”，即指：60%的连接通过低速率网络实现，30%的连接通过中速率网络实现，10%的连接通过高速率网络实现。

“631”结构

LTE Cat.1bis，主要承载的是30%的中速率物联网连接领域。

相比于NB-IoT，LTE Cat.1bis速率更高，可以支持标清摄像头、广告屏等应用，也多了移动性的，可以支持共享单车、物流追踪等对移动性有要求的应用。它还支持基本的语音业务，可以用于集群对讲、电话手表等业务。

从技术替代趋势来看，NB-IoT将实现对80%以上2G终端的替代，而绝大部分的3G和少部分的2G，将迁移到Cat.1。

▉ Cat.1bis的技术革新

为了更好地完成自身使命，LTE Cat.1bis一直在进行着技术革新和功能演进。

我们还是以紫光展锐的8910DM芯片平台为例。

2020年11月，紫光展锐联合中国联通，基于采用8910DM芯片平台的联通雁飞Cat1模组，开展了业界首次Cat.1bis PSM低功耗特性现网规模测试。

此前，人们一直以为eDRX/PSM是NB-IoT/eMTC独有的特性。这次测试表明，紫光展锐的Cat.1bis芯片也能够支持扩展非连续接收eDRX和深度睡眠PSM。

如此一来，Cat.1bis的功耗表现实现从传统的mA级升级到uA级，大大拓宽了应用领域，可以满足例如智能表计、智能门锁、烟感报警等使用电池供电、对功耗要求苛刻的场景。

在覆盖增强方面，8910DM芯片平台也有突破。它已成功实现对R13 coverage enhancement特性的支持，可提供最高15dB的增益。这将非常有利于将Cat.1bis部署于地下车库、地下室、密集城区阴影区等覆盖困难的场所，扩大应用领域。

除了性能进一步提升之外，紫光展锐8910DM芯片平台还根据用户使用场景，进行了很多场景专属优化。

举例来说，8910DM芯片原本就已支持BLE（蓝牙低功耗）功能，可进行近程设备升级维护和参数配置。如此，8910DM又新增支持了A2DP和HFP等蓝牙媒体协议，让物联网设备也能够进行音乐播放。比如，可以让支付云喇叭同时“变身”成蓝牙音箱、让公网对讲机还能连接蓝牙耳机、让共享两轮出行的路上也能有音乐陪伴。

再举个例子，基于8910DM作为主芯片平台的公网对讲机方案，能够完全满足运营商对于公网对讲产品的要求。展锐针对公网对讲机的实网时延和通话音质，进行了大量优化：网络方面，包括支持双卡双待以及实现IP数据包在4G/2G实网下的时延优化；音质方面，通过充分利用芯片的语音处理能力, 对于噪音/回声/啸叫等对讲常见问题进行专项处理。

上述这一系列的提升和优化，充分说明了LTE Cat.1bis可以实现功耗、成本、覆盖、功能方面的更完美平衡，给用户带来极致的使用体验。

当然，这背后也离不开紫光展锐这样的民族芯片企业，在自主创新技术方面长期坚持不懈的投入。基于这些投入，紫光展锐已经成为国内集成电路设计产业的龙头，全球少数全面掌握2G/3G/4G/5G、Wi-Fi、蓝牙、电视调频、卫星通信等全场景通信技术的企业之一。

根据数据显示，紫光展锐目前拥有近5000名员工，其中90%是研发人员，在全球拥有17个技术研发中心。

目前，紫光展锐的Cat.1芯片已经实现千万级出货，全国市场占有率超过70%。

数十款搭载展锐8910DM芯片的Cat.1bis模组，正在广泛应用于共享经济、金融支付、公网对讲、能源、工业控制等行业场景。

▉ 结语

2021年，LTE Cat.1bis还将继续火热下去。

针对LTE Cat.1bis的生态，将会变得更加成熟。相关的物联网应用，也会越来越多地出现在我们身边。我们有理由相信，随着蜂窝物联网终端连接数的不断增加，“万物智联”的时代将加速向我们走来。整个社会的运作模式将发生根本性的变化，我们的工作效率和生活质量也将迎来难以想象的飞跃。

期待这一天的早日到来。翻滚吧，LTE Cat.1bis！