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！