物聯(lián)網(wǎng)小課堂之NB-IoT黑科技——低功耗技術(shù)

NB-IoT，即Niubility Internet of Things。

? ? 啪。。。

? ?? ???

? ? Sorry，剛剛是隔壁老田搶了鍵盤。。。

? ? NB-IoT，即Narrow Band Internet of Things。作為物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域新晉代表性技術(shù)，身披覆蓋深、功耗低、安全性高三大光環(huán)，從發(fā)布之初，便在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中占據(jù)了重要戰(zhàn)略性地位，可謂是物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的“第一網(wǎng)紅”。

? ? 今天便和大家探討一下NB-IoT中低功耗技術(shù)的實現(xiàn)方式。

? ? NB-IoT協(xié)議中，定義了PSM（Power Saving Mode）模式和eDRX（extended Discontinuous Reception）模式兩種低功耗“大殺器”；這兩種技術(shù)可以單獨使用，也可以雙劍合璧，以功耗優(yōu)勢“獨步天下”。

??1. PSM（Power Saving Mode）模式

? ? 首先，來看PSM（Power Saving Mode），PSM是3GPP R12中引入的一種獨立狀態(tài)，支持PSM功能的UE終端在空閑態(tài)持續(xù)一段時間后，會進入到PSM狀態(tài)；此時，UE終端的PA（射頻部分）停止工作，終端AS（接入層）停止部分相關(guān)功能，以減少射頻、信令處理等部分功耗消耗，從而達到低功耗的目的。

? ? 由于UE終端射頻部分停止工作，接收不到任何尋呼及調(diào)度，對于網(wǎng)絡(luò)側(cè)來說，UE終端此時處于不可達的狀態(tài)，數(shù)據(jù)、短信均無法到達終端。但此時，終端在網(wǎng)絡(luò)中還是標(biāo)記為注冊狀態(tài)（Registered）；因此，從PSM喚醒后，無需重新建立PDN連接，可以直接發(fā)送數(shù)據(jù)。

? ? 上圖中綠色部分即為PSM狀態(tài)，可以看到終端在IDLE態(tài)持續(xù)一段時間后，如果沒有再次進入Active狀，就會直接進入PSM狀態(tài)，這段等待時間即為T3324定時器時長。

? ? 上圖還可以看到，一個完整的IDLE+PSM時間窗定義為一個TAU周期，一個TAU周期的時長被定義為T3412定時器時長。

? ? 在某些特定APN下，模組可以通過3GPP協(xié)議規(guī)定的標(biāo)準指令CPSMS對T3324定時器進行修改。

? ? 至此，我們已經(jīng)揭開了NB-IoT PSM模式的面紗。

? ? PSM狀態(tài)有關(guān)的兩個定時器T3324和T3412，非常重要！此處劃重點?。∏煤诎澹?！

? ? 2. eDRX（extended Discontinuous Reception）模式

? ? 再來看eDRX（extended Discontinuous Reception）模式，eDRX是3GPP R13中引入的一種狀態(tài)，在此之前已經(jīng)有DRX技術(shù)存在。通過字面意思即可知道，eDRX是對DRX技術(shù)的一種擴展。

? ? DRX技術(shù)作用于IDLE態(tài)中，通過在IDLE態(tài)中周期性監(jiān)聽尋呼的方式，來降低終端功耗。

? ? 來，跟我一起掏出你們手機，對著他大喊三聲，DRX你敢不敢答應(yīng)！對，我們現(xiàn)象常用的LTE智能手機就采用了DRX技術(shù)。

? ? eDRX技術(shù)基于DRX的增強，支持更長的尋呼周期，以達到節(jié)省功耗的目的。

? ? 上圖中粉紅色部分即為IDLE時間窗，灰色柱狀即為尋呼時間窗，在尋呼時間窗內(nèi)，終端會監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)側(cè)下發(fā)的尋呼消息并做出相應(yīng)，尋呼時間窗被稱為PTW（Paging Time Window）。

? ? 為了進一步降低監(jiān)聽尋呼帶來的功耗，NB-IoT引入了eDRX技術(shù)，在一次PTW后，進入沉默狀態(tài)，等待eDRX周期完畢后再次進入PTW監(jiān)聽尋呼。

? ? 通過這種技術(shù)，終端在IDLE下間歇性監(jiān)聽尋呼，降低了功耗；可以看到，當(dāng)尋呼落在PTW時間窗之外時，終端依然不能響應(yīng)尋呼，需要等待網(wǎng)絡(luò)側(cè)緩存的尋呼再次下發(fā)，落到PTW時間窗內(nèi)，即可成功響應(yīng)。所以eDRX技術(shù)的引入，付出了實時性的“代價”。

? ? 至此，我們已經(jīng)揭開了NB-IoT eDRX模式的面紗。

? ? eDRX狀態(tài)有關(guān)的兩個定時器PTW和eDRX周期，非常重要！第二次劃重點?。∫约暗诙吻煤诎澹?！

? ? 總結(jié)一下，PSM模式相關(guān)定時器T3324和T3412，eDRX模式相關(guān)定時器PTW和eDRX周期，需要重點注意。

? ? 雖然PSM和eDRX技術(shù)的引入使NB-IoT終端在蜂窩通信終端中有“無與倫比”的功耗優(yōu)勢，但也引入了一些諸如網(wǎng)絡(luò)不可達和尋呼延遲的現(xiàn)象；所以在實際使用中，需要按照業(yè)務(wù)邏輯對相關(guān)定時器進行設(shè)置。

? ? 好了，本期NB-IoT小課堂完畢，下課打卡，滴！

? ? 下期敬請期待~想要了解更多，歡迎勾搭小編的哦！