手机能力等级与数据下载上传速率对应关系解析

 

大家可能会注意到，手机芯片厂商在发布其新款的基带芯片时都会特别宣传其对应的Cat等级与速率，比如Intel XMM 7260芯片支持LTE CAT6 300Mbps。为什么呢？是因为这个是标识手机最高通信能力指示，也是芯片公司产品设计、开发能力的标志。

同样在手机及终端的发布会、展会上也常常会看到其产品对应的Cat能力的标识。手机终端与网络之间是一直存在着频繁的协议信令交互过程来协商流程，配置参数，调度资源，才能保证我们日常正常的打电话、上网等服务。而要做到充分发挥出我们的手机的功能，需要让网络侧知道我们手机具体具备哪些能力，而这其中，与大家最密切相关的就是体现数据下载上传速率的UE Category终端能力等级了。

标识所支持终端能力等级的Netgear路由器

接下来我们就来看看，网络侧是如何获取手机的能力等级信息的。在UE开机后的入网附着（Attach）过程中，基站会向UE发送UE Capability Enquiry消息，查询UE能力，UE会向基站发送UE Capability Information消息，报告UE的能力信息。

UECapabilityInformation消息负责把E-UTRAN所要求的UE无线接入能力信息传递给E-UTRAN，在该消息的2个信息单元（information element）里包含了终端能力等级（UE Category）的信息，见下图红框处。

UECapabilityInformation消息的ASN编码

在LTE接入网中，信息单元UE-CapabilityRAT-ContainerList的编码是由信息单元UE-EUTRA-Capability来定义的。在UE-EUTRA-Capability中包含了ue-Category、ue-CategoryDL、ue-CategoryUL这3个终端能力等级的参数。

信息单元UE-RadioPagingInfo中包含了ue-Category、ue-CategoryDL这2个系统寻呼需要的终端能力等级参数。

在3GPP TS 36.306规范里详细定义了所有终端能力等级对应的参数值，本文参照的是最新的V14.4.0版本。3GPP R14版本的终端能力等级参数已经有6个：

ue-Category

ue-CategoryDL

ue-CategoryUL

ue-CategorySL-C

ue-CategorySL-D

ue-Category-NB

在TS 36.606里对于同一个ue-Category，由于下载速率和上传速率不同，所以下行和上行分开表述；从R12版本开始，下行和上行Category也分开用不同的参数来定义，所以有了ue-CategoryDL和ue-CategoryUL，上下行速率的定义变得更加的灵活，二者之间可以互相组合但是也不是随意联系，3GPP对于组合方式也有定义。

ue-CategorySL-C与ue-CategorySL-D是在3GPP R14中针对LTE D2D（规范里称为Sidelink通信）及V2X给出的新的终端能力等级，本文先不列其具体数值。

在TS 36.606里，针对所有的UE Category都给出了单个TTI内最大可接收的数据块比特数，根据这个可以计算出上下行对应的最大速率。影响速率的主要因素有：MIMO天线数、载波聚合数、调制阶数。实际如何实现最大速率是有多种途径的，比如8天线MIMO+双载波 = 4天线MIMO + 四载波，具体实现方式是取决于芯片厂家的选择。

接下来的三个表格就是整理得出的每个UE Catgory/UE Catgory DL/UE Catgory UL对应的最大速率，参照最新的R14版本。