物联网通信汇总介绍

TTAD

最近有个物联网项目，就对物联网的相关业务和技术做了一个复习，就先从通信协议说吧。

物联网的无线通信技术很多，主要分为两类：一类是Zigbee、WiFi、蓝牙、Z-wave等短距离通信技术；另一类是LPWAN（low-power Wide-Area Network，低功耗广域网），即广域网通信技术。
LPWA又可分为两类：一类是工作于未授权频谱的LoRa、SigFox等技术；另一类是工作于授权频谱下，3GPP支持的2/3/4G蜂窝通信技术，比如EC-GSM、LTE Cat-m、NB-IoT等。

Cat.1最近频繁出现在行业新闻中，成为通信运营商、各模组厂商、各终端厂商的关注对象。在了解过程中，我们发现许多行业伙伴并不了解LTE Cat.1，更不了解Cat.1与NB-IoT和LTE Cat.4之间的联系与区别。

以下转自http://mp.ofweek.com/iot/a545693720736
物联网设备通信方案与LTE技术
用在物联网应用中的技术解决方案非常多，各种各样的行业、技术标准组织都在制定对应的物联网技术方案，有的在制定中，有的还在原型测试，有的具有独立知识产权的技术方案已经在市场中应用。
物联网设备其实主要具备如下6大特点：
o 设计简单：系统复杂度低能保证IoT设备在恶劣环境下正常工作；
o 成本低廉：IoT设备一般部署量大，所以需要成本可控；
o 大覆盖范围：要保证一些在地下室的仪表、设备的数据能传输出去；
o 低功耗：大部分应用场景都需要使用电池功能，而且需要能工作好几年；
o 低速率：比如一些抄表的应用中，一天也只需要传输几十个字节就足够了；
o 海量设备接入：你可以想象一下一个小区里面的各种仪表和机器的数量是上万的；

尽管2G曾经是，现在仍旧是很多物联网通讯使用的技术，但是这个技术太陈旧，其承载能力不断变弱。LTE网络是目前主流的通信网络，覆盖完整、技术成熟，未来大量物联网设备都需要在LTE网络中实现通讯功能。

什么是LTE Cat.X？
我们常说的Cat.X指的就是UE-Category，UE是用户设备（user equipment），Category是分类、类别的意思。所以Cat.X这个值是用来衡量用户终端设备无线性能的，说白了就是用来划分终端速率（等级）。根据3GPP Release定义，UE-Category被分为1-10共10个等级，其中Cat.1-5在R8组，Cat.6-8在R10组，Cat.9-10在R11组。目前我们手机所使用的LTE网络主要指的是LTE Cat.4。

常见的LTE Cat.4无法满足部分物联网设备通信需求
LTE在最初设计时是为了解决一个最主要的需求--它必须足够快。尽管该技术可以满足移动宽带通讯的需求，但是它无法在一些应用产品中得到很好的运用，比如穿戴式设备、工业传感器、家用电器等。这类设备的特点是尺寸小，电池供电，而且经常会被放在诸如地下室等网络覆盖不好或者甚至无信号的地方。于是，3GPP对LTE技术增加了几个增强型的标准，一些做了简化，一些是完全新的，用来实现连接IoT设备：
（1）LTE Cat.1这种设备可以速率达到10Mbps；
（2）LTE Cat.M1这种设备速率可以达到1Mbps，并且在降低功耗方面上做了优化；
（3）LTE Cat.M2也被称为Narrow-Band IoT（NB-IoT），这种设备速率只有几百Kbps，但是在功耗上做了很大的优化，并且可以扩大室内覆盖范围。

LTE Cat.1具备独特的优势
相较于Cat.4，Cat.1具备一定的成本优势，例如网络建设上，现在LTE Cat.1可以无缝接入现有LTE网络当中，无需针对基站进行软硬件的升级，网络覆盖成本很低。芯片成本上，经过系统优化后，集成度更高，模组的硬件架构更简单，外围硬件成本更低。
相较于Cat.M2（NB-IoT），Cat.1具备一定速率、时延和移动性方面的优势，拥有跟LTE Cat.4相同的毫秒级传输时延，以及支持100KM/H以上的移动速度。
在某些应用上，可由Cat.4迁移至Cat.1，收益明显。例如对讲机、玩具机器人等采用4G做语音交互的场景，之前用Cat.4完全可以转用Cat.1。许多在语音功能以及中速率连接的场景，都将有Cat.1的发挥之处。这些场景包括了共享、金融支付、工业控制、车载支付、公网对讲、pos等等。

LTE Cat.1，选中国移动
中国移动基于紫光展锐Cat.1定制芯片推出了一款广受关注的Cat.1模组产品--ML302。ML302采用LCC+LGA封装方式，支持TD-LTE/FDD-LTE通信制式，可以直接部署在现有4G网络下。丰富的Internet 协议、行业标准接口和功能，支持Windows、Linux 和Android 驱动。ML302可广泛应用到M2M多个领域中。