LTE Cat.4的应用场景有哪些？NB-IoT vs CAT1 vs CAT4的区别
LTE CAT4
Cat.的全称是LTE UE-Category，其中UE指的是用户设备，它是LTE网络下用户终端设备的无线性能的分类。
根据3GPP相关标准规范，UE category是一系列的在上行/下行中可变的无线性能参数的集合，包含了很多的无线特性，其中最重要的一个就是用户设备支持的速率。各种“UE Category”和支持速率的对应关系如下表中所示。
4G 指第四代蜂窝通信技术，它取代了全球系统的移动通信标准 (GSM) 和高速分组接入 (HSPA) 标准。由于它完全基于 IP，因此它在 2G 和 3G 网络上大大提高了数据吞吐量并减少了延迟。由于 4G 是基于 IP 的，它不再支持电路交换网络节点，因此基站只需要支持 IP 流量，这意味着所有 4G 语音流量都通过 IP 基础设施发送。
LTE Cat 4 分类支持高达 50Mbps 的上行链路数据速率和高达 150Mbps 的下行链路数据速率，可实现高速视频监控和宽带互联网备份等服务，用于服务器场和高可靠性安装。然而，为了实现这些高上行链路和下行链路数据速率，有必要使用多个天线以允许整个数据传输。LTE Cat 4 分类与同一网络上的 LTE Cat 1 分类兼容，这些分类可以与更高的 LTE 分类互换使用，从而获得更高的数据传输率。
与 3G 一样，2G 和 3G 系统的所有优势都已融入 4G 网络，以提供增强的服务，并支持 SMS 等传统应用程序。
4G 频谱的运行方式与 2G 和 3G 类似，不同的区域由不同的频段支持，但是与 2G 和 3G 相比，频段和区域的数量有很大不同。
4G 定义了 44 个频段，其中 13 个频段定义为时分双工 (TDD)，31 个定义为频分双工 (FDD)。这两个标准之间的区别在于它们如何使用共享频谱传输和接收数据。
TDD使用一个频率载波来发送和接收数据，但是发送和接收的时间不同。FDD 使用两种不同的频率来发送和接收数据，但可以同时发送数据。
与 2G 和 3G 相比，4G 具有更高的成本地位，
但随着 4G / LTE 技术在全球范围内的应用越来越广泛，这一成本正在下降。4G 网络分为多个类别，这些类别定义了操作模式（TDD 或 FDD）、频带、操作速度和 MIMO 层数。这可以在对面的表格中看到。
由于物联网市场不一定需要高数据速率，通常不需要 4G 网络带来的增强功能，因此 2G 仍然是物联网设备开发人员青睐的解决方案。与 3G 一样，4G 网络比 2G 网络提供的显着改进是两个端点之间的网络连接延迟。这种改进意味着在目的地将更快地接收到第一个字节，这意味着整个系统的延迟将减少。这为更实时、更安全的应用程序打开了大门，并在通过网络发送和接收信息时允许更快的响应时间。
与 2G 和 3G 网络不同，4G 网络正在投入巨资，以提供更多的全球覆盖以及进一步开发新的 3GPP 版本。除了这项投资之外，还为 M 类和 NB 类物联网提供了投资，这些物联网提供了专为直接 2G 网络替代而设计的低速连接。
下表显示了定义的 4G 分类。
| 用户设备类别 | 下行 (Mbit/s) | 最大限度。DL MIMO 层数 | 上行链路 (Mbit/s) | 3GPP 发布 |
| NB1 | 0.68 | 1 | 1 | 第 13 版 |
| M1 | 1 | 1 | 1 | |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 第 12 版 |
| 1 | 10.3 | 1 | 5.2 | 第 8 版 |
| 2 | 51 | 2 | 25.5 | |
| 3 | 102 | 2 | 51 | |
| 4 | 150.8 | 2 | 51 | |
| 5 | 299.6 | 4 | 75.4 | |
| 6 | 301.5 | 2 或 4 | 51 | 第 10 版 |
| 7 | 301.5 | 2 或 4 | 102 | |
| 8 | 2,998.60 | 8 | 1,497.80 | |
| 9 | 452.2 | 2 或 4 | 51 | 第 11 版 |
| 10 | 452.2 | 2 或 4 | 102 | |
| 11 | 603 | 2 或 4 | 51 | |
| 12 | 603 | 2 或 4 | 102 | |
| 13 | 391.7 | 2 或 4 | 150.8 | 第 12 版 |
| 14 | 3,917 | 8 | 9,585 | |
| 15 | 750 | 2 或 4 | 226 | |
| 16 | 979 | 2 或 4 | 不适用 | |
| 17 | 25,065 | 8 | 不适用 | 第 13 版 |
| 18 | 1174 | 2 或 4 或 8 | 不适用 | |
| 19 | 1566 | 2 或 4 或 8 | 不适用 |
LTE CAT4主要用于高数据速率传输场景，主要用于车联网、智能电网、4G无线路由、视频安防、商显设备、4G执法仪、视频直播设备、ANPR、资产跟踪、环境监控等需要近乎永久连接和高数据及高稳定性的速率通信的领域。
CAT1
随着5G建设高速推进，2G、3G退出舞台也是大势所趋，由谁来填补2G网络退出后留下的空缺?此前，国内市场曾经力推NB-IoT，但是，2G网络还涉及到许多实时性、移动性，需要一定带宽传输能力，甚至支持语音通信能力的应用场景，如车载、移动支付、工业互联、老人机等。这是上、下行速率只有100Kbps级别的NB-IoT所无法满足的，因此，同样面向物联网市场的Cat1脱颖而出。
cat1模块功耗
Cat.1支持高达10Mbps的终端下行链路速率，从而能够以更低的功耗和更低的成本IoT设备连接到LTE网络。由于世界各地的4GLTE运营商均基于最低3GPPRelease8协议版本进行部署，因此运营商无需升级网络，仅需要简单的参数配置即可允许Cat.1终端访问网络。
cat1模块的应用领域
Cat1适用于对于宽带速率要求不高，但对功耗与数据传输稳定性有一定要求的场景，如穿戴式设备、共享支付，校园水控，充电桩，智能安防，智慧农业、智能家电、工业传感器、港口物流跟踪等。
物联网应用场景广泛，使用环境复杂，用户应根据自己的实际需求与现场条件选择最适合的产品。计讯物联cat1物联网终端TD210借助无线网络实现远程数据的采集和传输，在工业领域上实现远程监测和控制。
NB-IoT
NB-IoT技术作为智慧城市的基础技术，其不断演进为物联网领域创新奠定稳定基础，为远程抄表、安防报警、智慧井盖、智慧路灯等领域带来突破。如今在疫情反复的背景下，NB-IoT技术更是发挥窄带通信的重要作用，全面赋能“动态清零”与“智慧抗疫”。
窄带物联网 (NB-IoT) 是一种在难以到达的地方长时间与需要少量数据的“事物”进行通信的新方式。
什么是窄带物联网 NB-IoT ？
窄带物联网 (NB-IoT) 是一种基于标准的低功耗广域 (LPWA) 技术，旨在支持各种新的物联网设备和服务。NB-IoT 非常灵活，可以在 2G、3G 和 4G 频段运行。它消除了对网关的需求，从长远来看可以节省成本。 其特点是出色的深度覆盖、支持海量低吞吐量设备、低延迟敏感度、低设备功耗、优化网络架构，并安全可靠地处理少量相当罕见的双向数据。
NB-IoT 如何满足物联网应用要求？
- 低成本
NB-IoT使用半双工通信，这意味着要么模块传输数据，要么蜂窝基站传输数据。这种半双工通信的使用，结合 NB-IoT 较低的数据速度以及它使用较低的射频 (RF) 带宽和单个天线，降低了 NB-IoT 设备的复杂性，从而降低了成本。与常规 LTE Cat-1 蜂窝模块相比，这些简化可将 NB-IoT 模块的成本降低多达50%。
- 低功耗
NB-IoT引入了PSM省电模式和eDRX省电技术（扩展不连续接收）等功能，以及 NB-IoT 优化用于小型数据传输的能量的能力，进一步降低了功耗，延长了电池使用时间。这允许物联网应用程序开发人员构建可以使用电池供电运行十年或更长时间的设备。
- 广连接
NB-IoT 使用窄带传输、信令优化、自适应调制和混合自动重传请求 (HARQ) 可以使每平方公里多达 100 万台 NB-IoT 设备连接到网络。
- 深度覆盖
NB-IoT 采用大信号重复。虽然这会降低 NB-IoT 的数据速率并增加其功耗，但大信号重复将 NB-IoT 的覆盖范围提高了 5-10 倍于其他蜂窝技术。由于这种更好的覆盖范围，NB-IoT 设备可以连接到蜂窝网络，即使它们位于建筑物深处、偏远农村地区甚至地下等信号难以到达的地方。
NB-IoT赋能物联网应用
NB-IoT 非常适合不需要高数据速率、低延迟和高移动性，但成本低、覆盖范围广、容量非常大、能耗低的物联网应用。包括智能农业、一些智能城市应用（例如智能停车、智能路灯、废物管理）、一些智能家居应用、智能电表以及室内渗透、制造自动化、智能电网应用、烟雾探测器，具有许多低功耗设备的工业物联网应用，以及工业 4.0（例如状态监测甚至预测性维护、智能锁、环境监测、追踪器）等。
智能计量
NB-IoT 非常适合通过定期和小型数据传输来监控燃气表和水表。网络覆盖是智能电表推广的一个关键问题。在困难的地方，例如地窖、地下深处或偏远的农村地区，仪表很容易出现。NB-IoT 具有出色的覆盖率和渗透率来解决这个问题。
智慧城市
NB-IoT 可以帮助地方政府控制街道照明、确定垃圾箱何时需要清空、识别空闲停车位、监测环境状况以及调查道路状况。
智能建筑
NB-IoT 连接的传感器可以发送有关建筑物维护问题的警报并执行自动化任务，例如光和热控制。NB-IoT 还可以作为建筑宽带连接的备份。一些安全解决方案甚至可能使用 LPWA 网络将传感器直接连接到监控系统，因为这种配置对于入侵者来说更难以禁用并且更易于安装和维护。
消费者
NB-IoT 将为可穿戴设备提供自己的远程连接，这对于人和动物的跟踪特别有好处。同样，NB-IoT 也可用于对患有慢性或与年龄相关的疾病的人进行健康监测。
农业和环境
NB-IoT 连接将为农民提供跟踪可能性，因此如果动物的运动异常，包含NB-IoT 模块的传感器可以发送警报。此类传感器可用于监测土壤的温度和湿度，并通常用于跟踪土地、污染、噪音、降雨等属性。