0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

为什么NB-IoT一块电池可用10年?

iEPF_cqiota 来源:未知 作者:胡薇 2018-06-25 15:48 次阅读

NB-IoT有四大优势特征:

对于其中的低功耗优势,行内人都知道,可以工作10年。

这其中主要用到两大省电技术:

NB中的两大节电技术:eDRX、PSM

1.eDRX

在现网任何一个移动通信系统中,终端都不太可能无时无刻都在工作的。这就像人不能时时刻刻上班,需要间隔的休息一样,系统设计了一套叫做DRX的机制使得终端可以休息,在休息的过程中,因为关闭了收发信机(Tx/Rx),从而达到了节电的目的。

DRX(Discontinuous Reception),又称不连续接收,它的主要思想有两个:

◢通过设计一套定时器,使得终端和网络具有严格的时间同步,以防出现终端在睡觉,但网络不断的在call你;或者你在工作日睡觉不定闹钟,睡到自然醒,结果上班迟到,简直是作死的节奏。

◢网络侧与终端侧设计一套沟通机制,方便终端与网络商量终端是不是可以去睡觉了、什么时候去睡觉。

2.PSM(Power Saving Mode)

SM的技术原理非常简单,即在IDLE态下再新增加一个新的状态PSM(idle的子状态),在该状态下,终端射频关闭,相当于关机状态(但是核心网侧还保留用户上下文,用户进入空闲态/连接态时无需再附着/PDN建立)。此功能在3GPP的Release 12被引入,相关协议规范在24.301-5.3.11 Power saving mode and 23.682-4.5.4 UE Power Saving Mode.

在PSM状态时,下行不可达,DDN到达MME后,MME通知SGW缓存用户下行数据并延迟触发寻呼;上行有数据/信令需要发送时,触发终端进入连接状态。

进入省电模式后设备不再接收寻呼消息,看起来设备和网络失联,但设备仍然注册在网络中。UE进入PSM模式后,只有在UE需要发送MO数据,或者周期TAU/RAU定时器超时后需要执行周期TAU/RAU时,才会退出PSM模式,TAU最大周期为310小时。

pIYBAFswnteAIho1AABqmU014fY335.png

可是NB-IoT电池现实中真的可以工作10年吗?什么条件下才可以工作10年呢?

其实在3GPP标准在制定低功耗广域网技术的低功耗性能指标时,已经定义了工作10年的条件。那么3GPP标准具体是怎么定义的?

3GPP TR45.820中完整介绍了可用10年的条件,具体来说主要有以下条件:

条件1:电池容量

标准中明确要求,电池容量为5Wh的情况下,使用时长要求可达10年。

对于手机智能穿戴等普遍使用的锂聚合物电池,5Wh对应约1350mA。对于干电池,大约相当于3节7号电池或1节5号电池,这就是平时常说的一节AA电池可以使用10年的由来。

pIYBAFswntiAOXelAAA9Vq7wjb4836.png

条件2:电池利用率

假设电池利用率为100%,即不考虑任何老化、能量转换损失等。

pIYBAFswntiAUFrcAAA6IkUwch8734.png

条件3:T3314和T3324时长(终端何时进入PSM状态)

从评估模型中可以看出,假设终端在收发完数据之后立即进入IDLE状态(T3314=0),再过20s(T3324)后进入PSM模式。对于NB-IoT,T3314和T3324是网络侧指定的,核心网可以配置。

pIYBAFswntiAMphOAACP25L4DtM840.png

pIYBAFswntiAEA9gAADj2wPoHAA170.png

条件4:数据量

数据量的多少直接影响收发时间,进而影响到工作时长。标准中规定,10年寿命按照只有终端主动上报数据、网络侧不下发数据的场景来衡量。

每天上报的频次:分2小时一次和24小时一次两种场景。

pIYBAFswntmAVGZCAAAK9Wwh-Jk759.png

每次上报的数据量:

UL:分50B和200B两种场景。

DL:29B或65B。即只是ACK包,无数据传输。

pIYBAFswntmANyMxAACiKQsBgT4115.png

pIYBAFswntmANxI1AAAQ-K9dwTk006.png

条件5:终端架构

显然,虽然没有明说,3GPP标准定义的功耗模型中是一个只有NB-IoT数据收发基本功能的终端,没有GPS定位、sensor数据采集等功能(或者说没有包含这部分器件的功耗)。这是一个隐性条件。

条件6:带宽及部署方式

基于200KHz带宽,独立部署方式。

pIYBAFswntmAOvbBAAA3KHcqH2o117.png

评估结果:基于上述条件,3GPP也给出了评估结果,如下表。可以看出,要确保在增强覆盖模式2下5Wh电池也满足10年寿命要求,数据收发频率要求是每天上报1次、数据量<=200B。

pIYBAFswntmADPwBAAEWgXXEuOE010.png

说明:

3GPP在定义10年寿命要求时,并没有限定必须是NB-IoT技术,实际上EC-GSM、NB-CIoT均属于3GPP定义的可工作10年(或者说是要求可工作10年)的技术。

pIYBAFswntqARMtPAABfVVv3hR0627.png

pIYBAFswntqABVJfAABFOVJmg-c761.png

但是,现实中受诸多因素的影响,一节AA电池其实并不可能工作10年,这些因素包括:

电池能量利用率不可能是100%,一般是50%~90%;

数据收发频率和数据量往往>200B/天;

终端设备带有传感器等耗电器件(往往比NB-IoT本身的电量消耗还要多);

基站和核心网参数往往不是以终端功耗最低这一个指标来配置的。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • PSM
    PSM
    +关注

    关注

    1

    文章

    41

    浏览量

    13371
  • 电池
    +关注

    关注

    84

    文章

    10386

    浏览量

    128510

原文标题:揭露NB-IoT一块电池可用10年的秘密

文章出处:【微信号:cqiota,微信公众号:重庆市物联网产业协会】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    Cat.1网络会取代NB-IoT技术吗?

    也在下降,目前依然保持着5左右价差。叠加模组成本与资费价差,在表计行业7~10的生命周期里,NB-IoT与Cat.1相比依然存在着10
    发表于 06-04 06:17

    NB-IoT技术的上下行链路特性是什么?

    20166月16日,在韩国釜山召开的3GPP RAN全会第72次会议顺利结束。NB-IoT作为3GPP R13项重要课题,其对应的3GPP协议相关内容获得了RAN全会批准,正式宣告这项受无线产业
    发表于 01-03 16:38

    LPWAN家族新贵—NB-IoT的技术难点和行业影响

    `20166月NB-IoT技术标准在3GPP冻结,预示着NB-IoT即将迈入物联网应用的大舞台。作为项采用授权频段和基于蜂窝网的技术,NB-Io
    发表于 02-21 18:57

    NB-IoT技术 PK LoRa技术,你支持谁?

    被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间短、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至至少10
    发表于 04-20 11:12

    NB-IoT来了!共建NB-IoT生态,拥抱万物互联

    率业务虽然拥有丰富的应用场景,却缺乏具有针对性的技术。  于是,NB-IoT来了!从技术层面上来讲,NB-IoT有4大技术优势。  首先是覆盖广,相比传统GSM,个基站可以提供10
    发表于 09-30 14:45

    NB-IOT的OTA测试

    与价值:1,覆盖广且深:比GPRS覆盖增强20dB+;2,低功耗:基于AA电池,使用寿命可超过10;3,低成本;4,大连接:50k+用户容量/200kHz小区。NB-IoT作为LPW
    发表于 10-25 18:01

    NB-IoT技术揭秘 NB-IoT从概念到应用详解

    就是让终端的睡眠时间更多,睡眠质量更好,从而功耗也就更低。  四、NB-IoT如何部署  NB-IoT占用180KHz带宽,这与在LTE帧结构中个资源的带宽是
    发表于 12-27 15:38

    什么是NB-IoT技术

      个人对网络质量的要求“高”且“统”:玩网络游戏必需要低时延,下载文件或看网络视频则期望高带宽,通话需要声音清晰,而接收的短信绝不能有遗漏。NB-IoT的由来NB-IoT技术特性NB-Io
    发表于 02-21 14:57

    NB-IoT的优势是什么

    。20145月,华为提出了窄带技术NB M2M,20155月融合NB OFDMA形成了NB-CIOT,7月份,
    发表于 10-22 10:25

    NB-IoT是什么?NB-IoT的应用是什么?

    NB-IoT是什么?有哪些特点?NB-IoT在远程抄表中的应用是什么?
    发表于 06-16 07:13

    NB-IOT的特点有哪些

    基于NB-IOT特点发展方向浅析【摘要】近年来,随着NB-IOT设备研发与试点部署,物联设备急剧增多,窄带物联网发展迅速,本文首先介绍NB-IOT特点及其分析、协议架构的具体情况、NB-IOT
    发表于 07-12 08:12

    NB-IoT的概念及优势

    目录1、浅谈NB-IoT1.1、NB-IoT的概念1.2、NB-IoT的优势1.3、NB-IoT的发展历程1.4、NB-IoT的系统架构1.
    发表于 07-23 09:17

    NB-IoT是什么?NB-IoT能够干什么?

    P1 1.01-01 NB-IoT课程介绍(P1)NB-IoT是什么?NB-IoT能够干什么?1、移动通信网络发展概述移动通信网络-1G移动通信网络-2G移动通信网络-3G移动通信网络-4G移动
    发表于 07-26 07:15

    NB-Iot无线通讯技术概念

    技术。是在2016由中国华为科技和中国电信,中国移动,联通联合推出的。2017开始投入商用的。我是在2017开始接触NB-Iot技术的,后来几年也
    发表于 01-12 07:27

    NB-IOT的特点及应用,NB-IoT发展与挑战

    NB-IoT发展与挑战首先说NB-IoT解决方案的优势与价值:1,覆盖广且深:比GPRS覆盖增强20dB+;2,低功耗:基于AA电池,使用寿命可超过
    的头像 发表于 05-04 11:16 1.2w次阅读
    <b class='flag-5'>NB-IOT</b>的特点及应用,<b class='flag-5'>NB-IoT</b>发展与挑战