物联网小课堂之NB-IoT黑科技——低功耗技术
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”。
该模式(Power Saving Mode)是一种独立状态机制,在3GPP R12标准中被引入以优化能源利用。当UE设备处于空闲状态时会触发该模式,在此状态下射频部分关闭不工作,并且接入层的部分功能被暂停执行以减少功耗消耗。这种操作使得设备能够降低射频链路和信令处理相关的功耗消耗显著减少。然而,在这种状态下由于射频部分停止工作,设备将无法接收任何寻呼或调度请求从而处于不可用状态这意味着这些数据和短信无法通过该终端发送或接收。但需要注意的是尽管如此设备仍会被标记为注册状态(Registered)。因此在从PSM状态唤醒后无需进行PDN连接的重建流程可以直接发送数据给相关终端完成通信任务。

在图中以绿色标注的部分即代表了PSM状态,在观察到终端处于IDLE态并保持一段时间后若未再次进入Active态则将直接过渡至PSM状态这一段时间长度即等于T₃₃₂₄定时器的时间长度。
通过查看图形可以看到将完整的时间窗划分为一个TAU周期而这个TAU周期的时间长度则等于T₃₄₁₂定时器的时间长度。
对于某些特定的APN可以通过遵循第3 Generation Partnership Project(3GPP)协议的标准指令CPSMS来进行配置以完成对T₃₃₂₄定时器参数的调整。
至此我们成功解析了NB-IoT PSM模式的工作机制。

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!!
在3GPP R13标准中引入的扩展型不连续接收模式
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。

上图中标注的粉红色区域即为IDLE时间窗,在该时间段内终端会保持静默等待网络侧下发的寻呼消息。寻呼时间窗(Paging Time Window, PTW)是指终端在接收寻呼消息时所处的时间段。为了优化能效,在PTW结束后终端会进入低功耗模式,并在预设的eDRX周期结束后重新进入PTW状态以捕获新的寻呼消息。这种机制使得终端能够在IDLE状态下间歇性地监控网络状态,在PTW期间响应所有落在该时间段内的寻呼请求;而对于那些未能落在PTW内的寻呼,则需等待网络缓存的消息重新到达PTW时间段后才能处理。因此,在采用eDRX技术后虽然降低了部分能耗但同时也牺牲了一定的实时响应能力。
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!
