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NB-IoT与eMTC低功耗技术是如何实现的

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下一代物联网技术的毋容置疑是低功耗广域网(LPWAN)的天下,NB-IoT与eMTC同属低功耗广域网(LPWAN)技术,两者在技术上互有优劣。NB-IoT的主要优势是成本更低、覆盖更广、小区容量预计也更大,eMTC的主要优势则是速率更高、可移动性更好、可支持语音。两者的共同点和核心可以从LPWAN这个单词即可得出,那就是低功耗,因为以下的LPWAN各类应用场景的功耗要求都非常苛刻。

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NB-IOT应用场景

当然我们只知道低功耗是NB-IoT、eMTC这两种窄带LPWA技术的核心特点之一,那么他们是怎么做到低功耗的呢?

PSM、eDRX可以说是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引入的技术,其原理是允许UE在进入空闲态一段时间后,关闭信号的收发和AS(接入层)相关功能,相当于部分关机,从而减少天线、射频、信令处理等的功耗消耗。借图:

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PSM即低功耗模式

UE在PSM期间,不接收任何网络寻呼,对于网络侧来说,UE此时是不可达的,数据、短信、电话均进不来。只有当TAU周期请求定时器(T3412)超时,或者UE有MO业务要处理而主动退出时,UE才会退出PSM模式、进入空闲态,进而进入连接态处理上下行业务。

TAU周期请求定时器(T3412)由网络侧在ATTCH和TAU消息中指定,3GPP协议规定默认为54min,最大可达310H。那么UE处理完数据之后,什么时候进入PSM模式呢?这是由另一个定时器Activer Timer(T3324,0-255秒)决定的。UE处理完成数据之后,RRC连接会被释放、进入空闲态,与此同时启动Active Timer,此Timer超时后,UE即进入上述PSM模式。转换状态如下(借图):

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模式切换状态机


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