了解LTE Cat 1的规格以及如何在设计中使用它。
高速蜂窝通信标准，长期演进（LTE） - Commonly称为4G或CAT 4 - 自首次提出以来，继续通过技术增强来推进ntt docomo.2004年。由第三代合作伙伴计划开发，3GPP.但是，高带宽通信的路线图正在朝着2020年到2020年，在城市地区的速度高达100 Mbps的速度，在一次楼层办公环境中高达1 Gbps。
虽然有许多应用程序将从数据速率的显着进步中受益，但还有一个日益增长的用例列表，其中数据量和吞吐率不保证高利率需求的相关成本和电力概况。
随着M2M和IOT应用中最近的指数增长，对于相对低的带宽，更高的延迟和更低的成本通信链路，越来越需要。通常，这些可能是传感器或执行器，发送的数据量相当低，频率可能是一分钟的几次。对于某些设备，例如温度传感器，只有在规定值内的温度变化时才可能需要通信。
通过这一要求，蜂窝行业一直致力于在其网络上提供这种低功耗的广域（LPWA）能力。窄带物联网，也称为NB-IOT或LTE CAT NB1，是先试验由沃达丰，华为和U-Blox于2015年，在2017年的全部商业发布之前。NB-IOT提供狭窄的200 kHz带宽，提供10S kbps的数据传输。最重要的是，作为超过20个全局蜂窝运营商支持的标准，它具有与在许可频谱中运行的蜂窝网络相关联的所有保障和安全性。（见图1.）
使用NB-IOT的大陆IOT传感器现在可以连接到安全，建立和经过精心验证的蜂窝网络。
图1。显示猫1的LTE路线图
图1示出了LTE的路线图以及由LPWA技术的子组拍摄的路径，例如窄带-IOT / CAT NB1，旨在广泛的低功率，低数据速率应用。随着物联网应用程序开始成为规范，不同用例的多样性也是如此。
虽然我们已经提到了数据通信极端，但在CAT 3/4（<100 Mbps全双工）和CAT NB1（> 10 Kbps半双工下载和上传）之间，仍有越来越多的连接设备，可在某处携带带宽能力之间。LPWA的路线图，图1中的蓝色显示，显示CAT 1，最新的LPWA LTE技术。通过上传吞吐量高达5 Mbps，下载最多10 Mbps，LTE Cat 1为IoT应用提供了可行的连接方法，例如远程信息处理，资产跟踪，安全性和视频。CAT 1不仅提供了足够的数据速率，而且延迟通常为10 - 15 ms，而CAT NB1的1秒为1 - 10秒。相比之下，LTE CAT 5具有<5 ms延迟。
当希望实现任何无线连接链路时，开发人员的重要事项不仅看起来对链接所需的功能，而且还需要更全面的安全方面的审查。建立一系列信任是一种方法，证明是实现这一目标的流行方式;基本上将过程分解为许多值得信赖的域。例如，在U-Blox，我们有一种方法称为“五支柱”。
图2。建立一系列信任无线通信
通常，当使用可能或可能不包括GNSS接收器的任何形式的无线模块时，以下定义潜在安全漏洞或攻击的区域：设备固件，与服务器的通信，接口安全性，执行API控件和鲁棒性包括处理欺骗/干扰。
越来越多地，确保您的设备正在执行它的软件应该执行命令采用安全引导的方法。在引导下一个流程阶段之前验证初始代码是最好的方法。特别是，固件上空（FOTA）更新，在地理上分散的IOT / M2M传感器池中非常有用的功能，提供了潜在的攻击面，因此确保在闪存之前验证新下载的固件图像至关重要。
从传输层，需要一种方法，其中设备可以使用主机服务器和反之亦然。签名和/或加密通信是推荐的方法，无线模块具有管理键的资源，用于签名，加密和解密。中间人攻击越来越普遍，因此防止被拦截或受到损害的数据是必不可少的。
对安全的另一个考虑因素是使用API。遗憾的是，通常可以忽略对设备功能的访问和对安全性的影响。希望利用或妥协设备的人通常可以为打开API的探测器提供大量时间，并在它们之间进行相互关系和设备功能进行实验。有时，代码中的API不仅提供访问的访问，而且提供了额外的服务，而且提供了高级或付费服务。开发人员还经常为自己的测试和配置提供无证的API，因此必须保护这些是必要的。因此，应采用正式的身份验证和授权技术来允许访问或启用此类API。
LTE CAT 1无线模块的示例，符合“五个柱子”的信任方法链是来自U-Blox的Lara-R3系列 - 见图3。
图3。示例LTE CAT 1模块 - U-Blox Lara-R3121
在Lara-R3系列中，与主机的通信，如许多无线模块，是通过使用行业标准Hayes的“命令集”，这里可以在这里找到完整的列表（PDF.）。涵盖控制模块功能的各个方面，配置和设置数据链路并管理FOTA升级，命令集提供了全面的资源。在整个无线行业中，采用'处的指示使得从一个供应商的产品迁移到另一个供应商的产品，如果需要，可以在最终设计时添加第二种采购方法。
在设置原型时，评估板或开发平台的可用性是设计者的必不可少的硬件。在U-Blox的Lara-R3121的情况下，EVK-R312，提供了一个综合平台，从中试用初始设计 - 见图4。
图4。U-评估平台鲍苏Lara-R3121
提供泄露Lara-R3121模块的能力的方法，EVK-R312提供了调节的电源，SIM卡和扩展I / O功能。见图5。
图5。EVK-R312的功能框图
LTE CAT 1符合需要更高的数据吞吐量和较低延迟规格的广泛LPWA IOT，M2M和远程信息处理应用的需求。特别地，基于视频的应用程序，如安全性和监视是推动带宽和延迟要求的应用程序。
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