cookieOptions = {...}; .NB-IoT 與 eMTC 低功耗技術是如何實現的 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2017年7月24日 星期一

Let’s talk IoT – NB-IoT/eMTC power saving features: eDRX vs. PSM





來源: 物联网那些事



下一代物聯網技術的毋容置疑是低功耗廣域網(LPWAN)的天下,NB-IoT與eMTC同屬低功耗廣域網(LPWAN)技術,兩者在技術上互有優劣。

NB-IoT的主要優勢是成本更低、覆蓋更廣、小區容量預計也更大,eMTC的主要優勢則是速率更高、可移動性更好、可支持語音。

兩者的共同點和核心可以從LPWAN這個單詞即可得出,那就是低功耗,因為以下的LPWAN各類應用場景的功耗要求都非常苛刻。

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NB-IOT應用場景

當然我們只知道低功耗是NB-IoT、eMTC這兩種窄頻LPWA技術的核心特點之一,那麼他們是怎麼做到低功耗的呢?

PSM、eDRX可以說是NB-IoT和eMTC低功耗的左膀右腎。

1. 什麼是PSM(Power Saving Mode)
PSM即低功耗模式,是3GPP R12引入的技術,其原理是允許UE在進入空閒態一段時間後,關閉信號的收發,和AS(接入層)相關功能,相當於部分關機,從而減少天線、射頻、信令處理等的功耗消耗。

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PSM即低功耗模式

UE在PSM期間,不接收任何網路尋呼,對於網路側來說,UE此時是不可達的,數據、簡訊、電話均進不來。只有當TAU週期請求定時器(T3412)超時,或者UE有MO業務要處理,而主動退出時,UE才會退出PSM模式、進入空閒態,進而進入連接態處理上下行業務。

TAU週期請求定時器(T3412)由網路側在ATTCH和TAU消息中指定,3GPP協議規訂默認為54min,最大可達310H。那麼UE處理完數據之後,什麼時候進入PSM模式呢?

這是由另一個定時器Activer Timer(T3324,0-255秒)決定的。UE處理完成數據之後,RRC連接會被釋放、進入空閒態,與此同時啓動Active Timer,此Timer超時後,UE即進入上述PSM模式。轉換狀態如下(借圖):


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模式切換狀態機

2. eDRX(Extended DiscontinuousReception)
eDRX即非連續接收,是3GPP R13引入的新技術。R13之前已經有DRX技術,從字面上即可看出,eDRX是對原DRX技術的增強:支持的尋呼週期可以更長,從而達到節電目的。繼續借圖:

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eDRX
eDRX的尋呼週期由網路側,在ATTACH和TAU消息中指定(UE可以指定建議值),可為20s,40s,80s,…最大可達40min。相比以往1.28s/2.56s等DRX尋呼週期配置,eDRX耗電量顯然低很多。

PSM和eDRX雖然讓終端耗電量大大降低,但都是透過長時間的「罷工」來換取的,付出了即時性的代價。對於有遠端不定期監控(如遠程定位,電話呼入,配置管理等)需求且即時性要求很高的場景,不適合開啓PSM功能;如果允許一定的時延,最好採用eDRX技術、並將eDRX尋呼週期設的盡量短些(根據可接受的時延要求,最短為20s,…)。

UE可在ATTACH和TAU中請求開啓PSM或(和)eDRX,但最終開啓哪一種或兩種均開啓、以及週期是多少均由網路側決定。(更多可關注今日頭條號:物聯網那些事)

附上NB-IOT幾個關鍵特徵
1、海量連接
指能實現比GSM高20db的覆蓋增益,放大了倍數,信號參透力強。

2、設備不需要持續連接,功耗低
從這個角度來說,NB-IOT確實是為設備聯網而設計的,設備聯網的特點:

①小包數據,或低頻或高頻;
②對時延不敏感;
③網路可靠性要求高;
④非長連接。

如果採用以往蜂窩網比如GPRS方式,沿用到物聯網的領域,從主網或安全性來說,也是比較差的。

所以說, NB-IOT來了,才叫物聯網時代來臨了。


                                                                                                                                                                                                                 

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