．NB-IoT 與 eMTC 低功耗技術是如何實現的

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

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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。

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。

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）：

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：

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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