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[分享] 物联网小课堂之NB-IoT黑科技——低功耗技术

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一粒金砂(中级)

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发表于 2018-10-15 18:01 | 显示全部楼层 |阅读模式
NB-IoT,即Niubility Internet of Things。
    啪。。。

        

    Sorry,刚刚是隔壁老田抢了键盘。。。

    NB-IoT,即Narrow Band Internet of Things。作为物联网领域新晋代表性技术,身披覆盖深、功耗低、安全性高三大光环,从发布之初,便在物联网领域中占据了重要战略性地位,可谓是物联网领域的“第一网红”。
    今天便和大家探讨一下NB-IoT中低功耗技术的实现方式。

    NB-IoT协议中,定义了PSM(Power Saving Mode)模式和eDRX(extended Discontinuous Reception)模式两种低功耗“大杀器”;这两种技术可以单独使用,也可以双剑合璧,以功耗优势“独步天下”。
  1. PSM(Power Saving Mode)模式
    首先,来看PSM(Power Saving Mode),PSM是3GPP R12中引入的一种独立状态,支持PSM功能的UE终端在空闲态持续一段时间后,会进入到PSM状态;此时,UE终端的PA(射频部分)停止工作,终端AS(接入层)停止部分相关功能,以减少射频、信令处理等部分功耗消耗,从而达到低功耗的目的。
    由于UE终端射频部分停止工作,接收不到任何寻呼及调度,对于网络侧来说,UE终端此时处于不可达的状态,数据、短信均无法到达终端。但此时,终端在网络中还是标记为注册状态(Registered);因此,从PSM唤醒后,无需重新建立PDN连接,可以直接发送数据。




    上图中绿色部分即为PSM状态,可以看到终端在IDLE态持续一段时间后,如果没有再次进入Active状,就会直接进入PSM状态,这段等待时间即为T3324定时器时长。
    上图还可以看到,一个完整的IDLE+PSM时间窗定义为一个TAU周期,一个TAU周期的时长被定义为T3412定时器时长。
    在某些特定APN下,模组可以通过3GPP协议规定的标准指令CPSMS对T3324定时器进行修改。
    至此,我们已经揭开了NB-IoT PSM模式的面纱。





    PSM状态有关的两个定时器T3324和T3412,非常重要!此处划重点!!敲黑板!!

    2. eDRX(extended Discontinuous Reception)模式
    再来看eDRX(extended Discontinuous Reception)模式,eDRX是3GPP R13中引入的一种状态,在此之前已经有DRX技术存在。通过字面意思即可知道,eDRX是对DRX技术的一种扩展。
    DRX技术作用于IDLE态中,通过在IDLE态中周期性监听寻呼的方式,来降低终端功耗。

    来,跟我一起掏出你们手机,对着他大喊三声,DRX你敢不敢答应!对,我们现象常用的LTE智能手机就采用了DRX技术。

    eDRX技术基于DRX的增强,支持更长的寻呼周期,以达到节省功耗的目的。




    上图中粉红色部分即为IDLE时间窗,灰色柱状即为寻呼时间窗,在寻呼时间窗内,终端会监听网络侧下发的寻呼消息并做出相应,寻呼时间窗被称为PTW(Paging Time Window)。
    为了进一步降低监听寻呼带来的功耗,NB-IoT引入了eDRX技术,在一次PTW后,进入沉默状态,等待eDRX周期完毕后再次进入PTW监听寻呼。
    通过这种技术,终端在IDLE下间歇性监听寻呼,降低了功耗;可以看到,当寻呼落在PTW时间窗之外时,终端依然不能响应寻呼,需要等待网络侧缓存的寻呼再次下发,落到PTW时间窗内,即可成功响应。所以eDRX技术的引入,付出了实时性的“代价”。

    至此,我们已经揭开了NB-IoT eDRX模式的面纱。


    eDRX状态有关的两个定时器PTW和eDRX周期,非常重要!第二次划重点!!以及第二次敲黑板!!

    总结一下,PSM模式相关定时器T3324和T3412,eDRX模式相关定时器PTW和eDRX周期,需要重点注意。

    虽然PSM和eDRX技术的引入使NB-IoT终端在蜂窝通信终端中有“无与伦比”的功耗优势,但也引入了一些诸如网络不可达和寻呼延迟的现象;所以在实际使用中,需要按照业务逻辑对相关定时器进行设置。

    好了,本期NB-IoT小课堂完毕,下课打卡,滴!

    下期敬请期待~想要了解更多,欢迎勾搭小编的哦!
  

此帖出自无线连接论坛
中移物联网有限公司智能模组部,一直致力于物联网“云-管-端”体系中“端”能力的发展,是中国移动在通信模


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一粒金砂(高级)

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发表于 2018-12-11 10:11 | 显示全部楼层
了解了  期待更多精彩分享


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一粒金砂(中级)

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发表于 2019-1-9 11:35 | 显示全部楼层
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