解讀LPWAN技術(shù),窄帶LPWA的低功耗如何實現(xiàn)?
發(fā)布時間:2017-08-07 責(zé)任編輯:susan
【導(dǎo)讀】下一代 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的毋容置疑是低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)的天下,NB-IoT與eMTC同屬低功耗廣域網(wǎng)(LPWAN)技術(shù),兩者在技術(shù)上互有優(yōu)劣。NB-IoT的主要優(yōu)勢是成本更低、覆蓋更廣、小區(qū)容量預(yù)計也更大,eMTC的主要優(yōu)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(yīng)用場景的功耗要求都非??量?。
NB-IOT應(yīng)用場景
當(dāng)然我們只知道低功耗是NB-IoT、eMTC這兩種窄帶LPWA技術(shù)的核心特點之一,那么他們是怎么做到低功耗的呢?
PSM、eDRX可以說是NB-IoT和eMTC低功耗的左膀右臂。
1. 什么是PSM(Power Saving Mode)
PSM即低功耗模式,是3GPP R12引入的技術(shù),其原理是允許UE在進(jìn)入空閑態(tài)一段時間后,關(guān)閉信號的收發(fā)和AS(接入層)相關(guān)功能,相當(dāng)于部分關(guān)機(jī),從而減少天線、射頻、信令處理等的功耗消耗。借圖:
PSM即低功耗模式
UE在PSM期間,不接收任何網(wǎng)絡(luò)尋呼,對于網(wǎng)絡(luò)側(cè)來說,UE此時是不可達(dá)的,數(shù)據(jù)、短信、電話均進(jìn)不來。只有當(dāng)TAU周期請求定時器(T3412)超時,或者UE有MO業(yè)務(wù)要處理而主動退出時,UE才會退出PSM模式、進(jìn)入空閑態(tài),進(jìn)而進(jìn)入連接態(tài)處理上下行業(yè)務(wù)。
TAU周期請求定時器(T3412)由網(wǎng)絡(luò)側(cè)在ATTCH和TAU消息中指定,3GPP協(xié)議規(guī)定默認(rèn)為54min,最大可達(dá)310H。那么UE處理完數(shù)據(jù)之后,什么時候進(jìn)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(shù)據(jù)之后,RRC連接會被釋放、進(jìn)入空閑態(tài),與此同時啟動Active Timer,此Timer超時后,UE即進(jìn)入上述PSM模式。轉(zhuǎn)換狀態(tài)如下(借圖):
模式切換狀態(tài)機(jī)
2. eDRX(Extended DiscontinuousReception)
eDRX即非連續(xù)接收,是3GPP R13引入的新技術(shù)。R13之前已經(jīng)有DRX技術(shù),從字面上即可看出,eDRX是對原DRX技術(shù)的增強(qiáng):支持的尋呼周期可以更長,從而達(dá)到節(jié)電目的。繼續(xù)借圖:
eDRX
eDRX的尋呼周期由網(wǎng)絡(luò)側(cè)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(dá)40min。相比以往1.28s/2.56s等DRX尋呼周期配置,eDRX耗電量顯然低很多。
PSM和eDRX雖然讓終端耗電量大大降低,但都是通過長時間的“罷工”來換取的,付出了實時性的代價。對于有遠(yuǎn)程不定期監(jiān)控(如遠(yuǎn)程定位,電話呼入,配置管理等)需求且實時性要求很高的場景,不適合開啟PSM功能;如果允許一定的時延,最好采用eDRX技術(shù)、并將eDRX尋呼周期設(shè)的盡量短些(根據(jù)可接受的時延要求,最短為20s,…)。UE可在ATTACH和TAU中請求開啟PSM或(和)eDRX,但最終開啟哪一種或兩種均開啟、以及周期是多少均由網(wǎng)絡(luò)側(cè)決定。
附上NB-IOT幾個關(guān)鍵特征
1、海量連接
指能實現(xiàn)比GSM高20db的覆蓋增益,放大了倍數(shù),信號參透力強(qiáng)。
2、設(shè)備不需要持續(xù)連接,功耗低
從這個角度來說,NB-IOT確實是為設(shè)備聯(lián)網(wǎng)而設(shè)計的,設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的特點:
①小包數(shù)據(jù),或低頻或高頻;
②對時延不敏感;
③網(wǎng)絡(luò)可靠性要求高;
④非長連接。
如果采用以往蜂窩網(wǎng)比如GPRS方式,沿用到物聯(lián)網(wǎng)的領(lǐng)域,從主網(wǎng)或安全性來說,也是比較差的。
所以說, NB-IOT來了,才叫物聯(lián)網(wǎng)時代來臨了。
特別推薦
- 是否存在有關(guān) PCB 走線電感的經(jīng)驗法則?
- 一文看懂電壓轉(zhuǎn)換的級聯(lián)和混合概念
- 第12講:三菱電機(jī)高壓SiC芯片技術(shù)
- 準(zhǔn) Z 源逆變器的設(shè)計
- 貿(mào)澤電子持續(xù)擴(kuò)充工業(yè)自動化產(chǎn)品陣容
- 低功耗嵌入式設(shè)計簡介
- 如何通過基本描述找到需要的電容?
技術(shù)文章更多>>
- 瑞典名企Roxtec助力構(gòu)建安全防線
- 貿(mào)澤與Cinch聯(lián)手發(fā)布全新電子書深入探討惡劣環(huán)境中的連接應(yīng)用
- 第二十二屆中國國際軟件合作洽談會在成都順利舉行
- 混合信號示波器的原理和應(yīng)用
- 功率器件熱設(shè)計基礎(chǔ)(十)——功率半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)函數(shù)
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
空心線圈
控制變壓器
控制模塊
藍(lán)牙
藍(lán)牙4.0
藍(lán)牙模塊
浪涌保護(hù)器
雷度電子
鋰電池
利爾達(dá)
連接器
流量單位
漏電保護(hù)器
濾波電感
濾波器
路由器設(shè)置
鋁電解電容
鋁殼電阻
邏輯IC
馬達(dá)控制
麥克風(fēng)
脈沖變壓器
鉚接設(shè)備
夢想電子
模擬鎖相環(huán)
耐壓測試儀
逆變器
逆導(dǎo)可控硅
鎳鎘電池
鎳氫電池