什么是NB-IoT
NB-IoT的中文名叫窄带蜂窝物联网(Narrow Band Internet of Things),NB-IoT网络是基于4G网络演进过来的,所以它在上行和下行的复用技术上还是沿用了4G的OFDMA和SC-FDMA。NB-IoT有三大特性:速率低,成本低,功耗低。
NB-IoT的特性
它的带宽只有180KHz,它仅相当于是4G保护带宽的宽度,可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络,以降低部署成本、实现平滑升级。所以它的速率也非常的低。NB-IoT在部署时可以通过独立部署,4G保护带部署,4G频带内部署等三种方式,以达到成本降低的目的。
NB-IoT特性之功耗低
今天我会着重介绍NB-IoT的功耗低特性。
NB-IoT的几种模式
NB-IoT为了场景需要,设计了两种独特的模式:
- eDRX(Extended DRX,扩展不连续接收模式)
- PSM(Power Saving Mode,省电模式)。
DRX模式
在阐述eDRX模式前,我们需要先了解DRX(Discontinuous Reception,不连续接收模式)模式,DRX这种方式,是广泛应用在手机里的一种寻呼方式。有比如有人想要给你打电话,以什么样的方式你的手机才能保证一定能监听到这个寻呼的信息呢?相当于就需要手机每时每刻都在等着被寻呼,就像是在上课的时候聚精会神的同学,一直等着老师点名叫他回答问题。对于手机来讲,如果每时每刻都要等着被寻呼的话,是非常耗电的。所以,研发人员就研究出了DRX,不连续接收(DiscontinuousReception)的这样一种方法。
由于DRX周期短( 1.28s,2.56s,5.12s 或者10.24s,由运营商网络侧设置决定),可认为下行业务随时可达,时延小。手机可以每隔一个很短的间隔监听寻呼。而这也是我们在拨打电话时,通常都会等几秒才会听到铃声的一个原因之一。
DRX适用于对时延有高要求的业务,且功耗相对较高,终端设备一般采用供电方式。
eDRX模式
对于物联网设备来讲,DRX这个模式仍然不能满足物联网设备所需要的低功耗,因为DRX模式是广泛使用在手机上的模式。但是手机的耗电情况同样也是比较高的。所以基于DRX这种模式,研究人员经过不断改良就研究出了eDRX模式。
eDRX在DRX的基础上,设计了一个PTW寻呼时间窗口,在每个窗口时间内,物联网设备会寻呼三次,每次寻呼的间隔还是跟之前的DRX周期一样。但是每三次寻呼后,它会进入较长时间的休眠,也就是eDRX周期,这个时间最长可以达到2.92h。但是具体的时长,运营商会根据物联网设备和所需数据的实际情况进行设置,所以说在这一方面也可以体现出该模式的灵活性。
PSM模式
eDRX的这种模式对于有些物联网设备来说功耗仍然不够低,所以就有另一种模式,叫做PSM(PowerSavingMode,省电模式)。简单来说就是把休眠的周期延的更长了,休眠态最长可以被延长到310小时,差不多就是13天左右。
虽然PSM模式所能达到的休眠时间非常长,但是也是会有一些缺点:在PSM模式下,应用层的业务平台如果给终端下达指令的话,终端是不会接收到这些指令的,这些指令会暂时被保存在物联网平台里,等待终端被唤醒后再被发送出去。也就是说当设备进入PSM模式的休眠态时,平台层所下发的指令无法将设备唤醒,只有当设备到时间之后自己将自己唤醒了之后,平台侧得知该设备已经上线,才能将命令下发。
终端非业务期间深度休眠,不接收下行数据,只有终端主动发送上行数据(MO Data)时可接收IoT平台缓存的下行数据 ,适合对下行数据无时延要求的业务;终端设备功耗低,采取电池供电方式,如水电气抄表业务。
eDRX和PSM不同的模式对应的就是物联网中的不同场景需求,开发者需要根据不同的应用场景灵活地去选择不同的低功耗模式。
以上部分资料参考简书和OSCHINA资料汇总而成。