LTE Cat.1 接入

LTE Cat.1 构建于 LTE 通信网络，实现物与物通信、物与人通信。Cat.1 聚焦于广覆盖（LPWA）物联网（IoT）市场，是一种满足中等速率物联需求和话音需求的通信协议，是可在全球范围内广泛应用的新兴技术。

背景简介

Cat.1 全称 LTE UE Category 1。Cat.1 是 4G 通信 LTE 网络下用户终端类别的一个标准。3GPP 组织制定 LTE 标准时，用 Cat.1～20 来衡量用户终端设备的无线性能，也就是划分终端速率等级。其中 Cat.1 上行峰值速率 5 Mbit/s，下行峰值速率 10 Mbit/s，定位于面向 IoT 应用市场的一个类别。

LTE Cat.1 特性

• 中等速率：LTE Cat.1 设备下行速率达到 10 Mbit/s，上行速率达到 5 Mbit/s。
• 高移动性和低延迟：拥有跟 LTE Cat.4 相同的毫秒级传输时延，以及支持 100 km/h 以上的移动速度。所以适用于实时性要求比较高的设备。例如，支付，共享设备，移动类设备等。
• 支持 VoLTE：能够满足语音通过功能。例如，对讲机、玩具机器人等采用 4G 做语音交互的场景。
• 支持蓝牙低功耗（蓝牙 LE）：支持蓝牙 LE 4.2，满足蓝牙的基本业务。包括蓝牙激活设备，通过蓝牙控制等功耗。
• 支持 Wi-Fi 的室内定位。
• 低成本：
  1. 网络建设方面，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升级，网络覆盖成本低。
  2. 相对于 Cat.4 标准，Cat.1 单天线接收设计带来可观的成本优势。
• 低功耗：
  TCP 保持长连接情况下平均功耗 5mA，在驻网模式下最低功耗 2.5mA，在飞行模式下最低功耗 1mA。

网络结构

Cat.1 IoT 网络组成包括 Cat.1 IoT 终端，LTE 基站、LTE 分组核心网、IoT 连接管理平台和业务支撑平台。

Cat.1 IoT 设备省电模式

• 在普通（Normal）模式下，Cat.1 IoT 设备的 CPU 运作在全速模式，功耗在 30mA 左右。
• 在睡眠（Sleep）模式下，Cat.1 IoT 设备的 CPU 会切换到低速时钟，功耗在 5mA 左右。该模式下，Cat.1 IoT 设备的外设都将断电，例如串口、I2C 和 SPI 等。

Cat.1 IoT 设备工作模式

• 全功能模式

  设备开启 RF 功能，支持网络连接、拨打电话、收发短信业务、Wi-Fi 定位和蓝牙业务。

• 飞行模式

  设备关闭 RF 功能。网络功能、电话、短信、蓝牙和 Wi-Fi 业务停止服务。模组成为一个普通的 SoC。

Cat.1 IoT 时延

• 首次入网时延：Cat.1 设备开机后，终端和网络有较多消息交互（认证，建立通道，分配 IP 地址等），花费时间较长，需要 3-8s 才完成网络接入（根据当地网络环境决定），才能获得 IP 地址，用于后期数据传输使用。

• 数据上报和接收时延：Cat.1 终端接入成功后，直接连接涂鸦 IoT，并且一直保持连接。

  模组状态	DP 灵敏度（毫秒）
  DeepSleep	500
  LightSleep	150
  Normal	100

  在 Deep sleep 状态情况下，如果收到网络控制，系统自动退出 Deep sleep 状态，进入 Nomal 模式。

Cat.1 IoT 业务受理关键参数

• Cat.1 属于蜂窝设备，所有的网络功能和 SIM 卡运营商的配置密不可分。因此，在购买 SIM 卡时请明确自己所办理的 APN 业务，不同 APN 适用于不同的应用场景。

• 当前的 Cat.1 模组支持系统自动匹配 APN，也支持外部写入 APN 参数。

如果您不清楚如何选择 APN 业务，请咨询您的涂鸦客户经理或技术支持。

涂鸦 MCU 通用对接方案

通过涂鸦 MCU 通用对接方案连接 Cat.1 IoT 设备时，涂鸦模组仅作为数据传输通道。

该对接方案常用于大小家电、安防传感、户外出行等类别的 IoT 设备。

相对于市场上 Cat.1 IoT 模组普遍的 AT（Attention）指令开发方式，采用涂鸦的 Cat.1 IoT 通用对接串口协议方式，您可以实现低代码开发，进行简单维护，更轻易地实现新产品接入。