Nello sviluppo della tecnologia 4G LTE, 'Cat (categoria) ' è un termine frequentemente menzionato. Dal CAT1 entry-level al CAT18 ad alte prestazioni, diverse categorie nascondono l'iterazione precisa delle tecnologie di comunicazione. Questo articolo inizierà dal livello di fondo tecnico, analizzerà la logica della definizione, le differenze fondamentali e le applicazioni pratiche delle categorie di gatti LTE, aiutando i lettori a comprendere questo indicatore chiave che influisce sulle prestazioni del dispositivo 4G.
I. L'essenza delle categorie di gatti LTE: A 'Standard di classificazione ' per le capacità di comunicazione
Le categorie di gatti LTE non sono una tecnologia specifica, ma un sistema di classificazione delle prestazioni formulato da 3GPP (Progetto di partenariato di terza generazione) per 4G . dispositivi terminali La sua funzione principale è definire la massima capacità dei terminali quando si accede alle reti LTE attraverso indicatori tecnici unificati (come tasso, modalità di modulazione, configurazione multi-antenna, ecc.), Garantire che i dispositivi di diversi produttori possano lavorare insieme nella stessa rete.
In poche parole, le categorie di gatti sono come 'Certificati di capacità di comunicazione ' - maggiore è il livello di gatto, più avanzate sono le tecnologie supportate dal terminale e più forti sono le prestazioni come la tariffa e la stabilità raggiungibili. Questo sistema è stato proposto per la prima volta in 3GPP Release 8 (2008) ed è stato continuamente ampliato con l'evoluzione tecnologica. Attualmente è stato definito a Cat20.
Ii. Tre indicatori tecnici principali che determinano le categorie di gatti
Le differenze tra le diverse categorie di gatti sono essenzialmente determinate da tre parametri tecnici principali, che insieme formano il 'soffitto di comunicazione' del terminale:
1. Modalità di modulazione: la chiave per i dati 'Efficienza del packaging '
La tecnologia di modulazione determina la quantità di dati che possono essere trasmessi per unità di tempo. Le seguenti modalità di modulazione sono utilizzate principalmente in LTE :
QPSK : 2 bit di dati per simbolo (scenari a bassa velocità);
16QAM : 4 bit di dati per simbolo;
64QAM : 6 bit di dati per simbolo (scenari di media e alta velocità);
256QAM : 8 bit di dati per simbolo (scenari ad alta velocità, supportati da Cat6 e oltre).
Ad esempio, CAT4 supporta solo 64QAM , mentre CAT6 introduce 256QAM , che aumenta l'efficienza della trasmissione dei dati del 33% sotto la stessa larghezza di banda.
2. Aggregazione del vettore (CA): tecnologia di larghezza di banda 'splicing '
La larghezza di banda del vettore singolo delle reti LTE è generalmente 1,4 MHz-20MHz . La tecnologia di aggregazione dei vettori può 'splice ' più vettori in una larghezza di banda più ampia, aumentando così il tasso. Per esempio:
CAT4 supporta fino a 2 aggregazioni portanti (larghezza di banda totale 40 MHz );
CAT6 supporta 2 aggregazioni portanti (larghezza di banda totale 40 MHz ), ma a causa dell'introduzione di 256QAM , il tasso supera quello di CAT4;
CAT12 supporta 3 aggregazioni portanti (larghezza di banda totale 60 MHz ), ottenendo prestazioni più elevate in combinazione con 256qam.
3. Configurazione MIMO: capacità spaziale 'Transmission parallele '
MIMO (input multipli multipli output) realizza il multiplexing spaziale trasmettendo e ricevendo dati tramite più antenne. La configurazione MIMO dei terminali LTE è rappresentata da 'Numero di antenne trasmettenti × Numero di antenne riceventi ':
Cat1/Cat4 di solito supporta 2 × 2 mimo (2 antenne trasmettenti + 2 antenne che ricevono);
CAT6 e oltre possono supportare MIMO 4 × 4 , che teoricamente raddoppia la velocità dei dati.
Iii. Parametri tecnici e scenari di applicazione delle categorie di gatti LTE mainstream
Non tutte le categorie di gatti hanno ottenuto la commercializzazione su larga scala. Attualmente, le seguenti categorie sono le più utilizzate, ciascuna corrispondente a diversi requisiti di scenario:
1. Cat1: il 'modello economico e pratico ' per l'Internet of Things
Parametri core : velocità di downlink 10 Mbps , velocità di uplink 5 Mbps ; Supporta la modulazione 16QAM/64QAM , 2 × 2 MIMO e non supporta l'aggregazione del vettore.
Caratteristiche tecniche : il basso costo e il basso consumo energetico (il tempo di standby può raggiungere diversi anni), può essere realizzato con hardware semplice, adatto per scenari a basso tasso e a lunga connessione.
Applicazioni tipiche : contatori d'acqua intelligenti/contatori di gas (solo decine di KB di dati necessari al mese), biciclette condivise (posizionamento e reporting di stato), dispositivi indossabili (trasmissione dei dati di frequenza cardiaca/posizione).
2. Cat4: la 'Main Force ' dei dispositivi di livello consumer
Parametri core : velocità di downlink 150 Mbps , velocità di uplink 50 Mbps ; Supporta la modulazione 64QAM , 2 × 2 MIMO , fino a 2 aggregazioni portanti ( 40 MHz ).
Caratteristiche tecniche : il tasso di bilancia e il costo, possono soddisfare le esigenze della maggior parte degli scenari di livello consumer ed è la scelta tradizionale per Router 4G e telefoni cellulari entry-level.
Applicazioni tipiche : casa Router 4G ( ad es. LB-Link CPE450AX ), smartphone medio-bassa, navigazione per auto (traffico in tempo reale e musica online).
3. Cat6: il 'rappresentante delle prestazioni ' per scenari mobili ad alta velocità
Parametri core : velocità di downlink 300 Mbps , tasso di uplink 50 Mbps ; Introduce la modulazione 256QAM (downlink), supporta 2 × 2 MIMO , 2 aggregazioni portanti ( 40 MHz ).
Caratteristiche tecniche : adotta 256qam per la prima volta nel downlink, aumentando i dati 'efficienza di imballaggio ' del 33%, adatti a scenari sensibili ai tassi di downlink.
Applicazioni tipiche : di fascia alta router 4G (livello aziendale), attrezzatura da trasmissione in diretta 4K (trasmissione in diretta evento all'aperto), sistemi di intrattenimento in veicolo (riproduzione video posteriore 4K ).
4. Cat12: il 'benchmark ad alta velocità ' per il grado industriale
Parametri core : velocità di downlink 600 Mbps , velocità di uplink 100 Mbps ; Supporta la modulazione 256QAM , 4 × 4 MIMO , 3 aggregazioni portanti ( 60 MHz ).
Caratteristiche tecniche : aggregazione multi-portante + mimo di alto ordine, tasso di bilanciamento e stabilità, soddisfando i requisiti di larghezza delle bande ad alta banda di livello industriale.
Applicazioni tipiche : monitoraggio industriale (backhaul in tempo reale di telecamere 4K multicanale), telemedicina (trasmissione di video chirurgici ad alta definizione), backup della linea dedicato all'impresa (in sostituzione di alcuni scenari di fibre ottiche).
IV. La relazione tra categorie di gatti ed esperienza dell'utente: la chiave oltre il tasso
Gli utenti ordinari possono pensare che 'più alto è il livello del gatto, meglio ', ma l'esperienza reale deve essere combinata con scenari:
La tariffa non è l'unico standard : ad esempio, i 150 Mbps di CAT4 possono già soddisfare le esigenze dei 4K (che richiedono video 25 Mbps ), le videoconferenze (che richiedono 4 Mbps ), ecc. Il perseguimento ciecamente CAT6/CAT12 aumenterà il costo del dispositivo e il consumo di energia.
'Matching ' tra la rete e il terminale : il livello del gatto del terminale deve abbinare le tecnologie supportate dalla rete dell'operatore. Ad esempio, se l'operatore non ha distribuito l'aggregazione del vettore, i terminali CAT6 non possono raggiungere una velocità di 300 Mbps.
Equilibrio tra consumo di energia e scenari : maggiore è il livello del gatto , maggiore è il consumo di energia del chip terminale. Pertanto, i dispositivi IoT (come i contatori intelligenti) sono più adatti per CAT1 (basso consumo di energia) piuttosto che CAT4/CAT6.
V. La logica di evoluzione delle categorie di gatti: da 'Speed Competition ' a 'Segmentazione dello scenario '
La definizione di di gatti da categorie 3GPP riflette l'idea di evoluzione della tecnologia 4G :
Fase iniziale (2008-2012) : focalizzato sul miglioramento delle tariffe, da CAT1 a CAT4 , che soddisfa le esigenze 'da zero' a banda larga mobile;
Middle Stage (2013-2016) : aggregazione portante introdotta e modulazione di alto ordine (come 256qam per CAT6 ), rompendo il collo di bottiglia della velocità;
Stage successivo (2017-2020) : scenari segmentati, lancio di a bassa potenza CAT-M1/NB-Iot (tariffe solo decine di KBP) per l'Internet of Things e categorie ad alte prestazioni come CAT12 per scenari industriali.
Questa 'copertura ad ampio spettro ' 'evolution consente a 4G LTE di supportare sia la trasmissione di micro-dati di orologi intelligenti sia le esigenze ad alta velocità di trasmissioni in diretta 4K , rendendolo una delle tecnologie di comunicazione mobile più utilizzate nella storia.
Conclusione: comprensione delle categorie di gatti per scegliere il dispositivo 4G giusto
Le categorie di gatti LTE sono le 'schede di identità tecniche ' delle capacità di comunicazione terminale. Non sono solo una serie di numeri, ma una guida per i dispositivi corrispondenti con gli scenari. Per gli utenti ordinari, CAT4 può già soddisfare la maggior parte delle esigenze come casa e ufficio; Per le imprese o scenari speciali, CAT6 e oltre possono essere selezionati in base al tasso, al consumo di energia e al costo.
Con la divulgazione delle categorie 5G , di gatti LTE svolgerà comunque un ruolo a lungo termine nell'Internet of Things, la copertura in aree remote e altri campi. Comprendere la sua logica tecnica può non solo aiutarci a scegliere dispositivi più adatti, ma anche vedere chiaramente il contesto di sviluppo della tecnologia di comunicazione mobile 'da generale a segmentata '.
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