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”。

　　1. PSM（Power Saving Mode）模式

　　首先，来看PSM（Power Saving Mode），PSM是3GPP R12中引入的一种独立状态，支持PSM功能的UE终端在空闲态持续一段时间后，会进入到PSM状态；此时，UE终端的PA（射频部分）停止工作，终端AS（接入层）停止部分相关功能，以减少射频、信令处理等部分功耗消耗，从而达到低功耗的目的。

　　由于UE终端射频部分停止工作，接收不到任何寻呼及调度，对于网络侧来说，UE终端此时处于不可达的状态，数据、短信均无法到达终端。但此时，终端在网络中还是标记为注册状态（Registered）；因此，从PSM唤醒后，无需重新建立PDN连接，可以直接发送数据。

　　

　　上图中绿色部分即为PSM状态，可以看到终端在IDLE态持续一段时间后，如果没有再次进入Active状，就会直接进入PSM状态，这段等待时间即为T3324定时器时长。

　　上图还可以看到，一个完整的IDLE+PSM时间窗定义为一个TAU周期，一个TAU周期的时长被定义为T3412定时器时长。

　　在某些特定APN下，模组可以通过3GPP协议规定的标准指令CPSMS对T3324定时器进行修改。

　　至此，我们已经揭开了NB-IoT PSM模式的面纱。

　　

　　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！！

　　2. eDRX（extended Discontinuous Reception）模式

　　再来看eDRX（extended Discontinuous Reception）模式，eDRX是3GPP R13中引入的一种状态，在此之前已经有DRX技术存在。通过字面意思即可知道，eDRX是对DRX技术的一种扩展。

　　DRX技术作用于IDLE态中，通过在IDLE态中周期性监听寻呼的方式，来降低终端功耗。

　　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。

　　

　　上图中粉红色部分即为IDLE时间窗，灰色柱状即为寻呼时间窗，在寻呼时间窗内，终端会监听网络侧下发的寻呼消息并做出相应，寻呼时间窗被称为PTW（Paging Time Window）。

　　为了进一步降低监听寻呼带来的功耗，NB-IoT引入了eDRX技术，在一次PTW后，进入沉默状态，等待eDRX周期完毕后再次进入PTW监听寻呼。

　　通过这种技术，终端在IDLE下间歇性监听寻呼，降低了功耗；可以看到，当寻呼落在PTW时间窗之外时，终端依然不能响应寻呼，需要等待网络侧缓存的寻呼再次下发，落到PTW时间窗内，即可成功响应。所以eDRX技术的引入，付出了实时性的“代价”。

　　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小知识就介绍完毕了，下期敬请期待~

　　想要了解更多物联网通信模组产品信息、行业新闻、技术发展，要记得关注小编的哦！另外每期小编还将抽取幸运观众，送出我们模组产品供您DIY的喔！

　　中移物联网有限公司是中国移动通信集团公司出资成立的全资子公司。公司按照中国移动整体战略布局，围绕“物联网业务服务的支撑者、专用模组和芯片的提供者、物联网专用产品的推动者”的战略定位， 专业化运营物联网专用网络，设计生产物联网专用模组和芯片，打造车联网、智能家居、智能穿戴等特色产品，开发运营物联网连接管理平台OneLink和物联网开放平台OneNET，推广物联网解决方案，形成了五大方向业务布局和物联网“云-管-端”全方位的体系架构。为向社会提供更加优质的物联网技术、产品及服务，推动产业发展，公司密切协同中国移动各省公司及专业公司， 以开放、合作、共享的发展理念，广泛开展国际、国内企业合作，以市场化机制独立运作，力争成为立足全国，服务全球的物联网领先企业，推动物联网在各行业的规模应用。