LTE eDRX und PSM für LTE-M1 erklärt

LTE-M1 ist die lang erwartete Antwort von 3GPP das wachsende Interesse an der Internet-of-Things-Community bis hin zu Low-Power-Long-Range-Netzwerken (LPWAN). LTE-M1 ermöglicht einfacheren und kostengünstigeren Funkchipsätzen, sich nach einem Software-Upgrade mit bestehenden LTE-Netzwerken zu verbinden.

Es gibt zwei Hauptinnovationen, die LTE-M1 zu einer sehr attraktiven Option für Designer machen, die eine extrem energieeffiziente Leistung suchen, zusammen mit der Allgegenwart bereits eingesetzter LTE-Netzwerke.

LTE eDRX (Erweiterter unterbrochener Empfang) und LTE PSM (Energiesparmodus)

In diesem Artikel wird kurz beschrieben, wie eDRX und PSM funktionieren und warum es die Akkulaufzeit für mit LTE-M1 verbundene Geräte erheblich verbessert. Für Anwendungen wie Wasserzähler, landwirtschaftliche Monitore und Kühlkettenmonitore ist dies eine bahnbrechende Technologie.

LTE eDRX

Zeigt das Leistungsprofil eines LTE-M1 UE im eDRX-Modus

Ein normaler LTE-Paging-Zyklus beträgt 1,28 Sekunden, währenddessen das Gerät vom Netzwerk kontaktiert werden kann, wenn der Verkehr für dieses UE in die Warteschlange gestellt wird (Benutzerausrüstung - LTE-Jargon für das mit dem Netzwerk verbundene "Ding").

Die noch nicht implementierte LTE-DRX-Verbesserung für LTE ermöglichte es UE-Geräten, zwischen den Paging-Zyklen 10,24 Sekunden in den Ruhezustand zu gehen, was den Ruhestrom etwas verbesserte, aber immer noch nicht für eine mehrjährige Batterielebensdauer ausreichte. LTE-M1 verlängert auch den normalen Leerlauf von 1,28s auf 5,12s.

Die eDRX-Innovation ermöglicht es dem UE, dem Netzwerk mitzuteilen, wie viele „Hyper Frames“ (HF) von 10,24s es schlafen möchte, bevor es wieder eincheckt. Die maximale Anzahl von HFs, die ein UE schlafen kann, ist vom Mobilfunknetzbetreiber einstellbar, aber es sollte mindestens 40 Minuten dauern.

Bei einem LTE-M1-Gerät, das einmal täglich Daten überträgt und alle 60 Hyperframes aufwacht, um nach Befehlen zu suchen (dies wäre etwa alle 10 Minuten), ist eine Lebensdauer von 4,7 Jahren mit 2 AA-Batterien erreichbar.

LTE-PSM

Der Energiesparmodus ist ein Modus, in dem das UE dem Netzwerk mitteilt, dass es auf unbestimmte Zeit in den Ruhezustand gehen wird. Wenn das UE-Hostgerät basierend auf einer Logik oder einem Timer entscheidet, dass es Zeit zum Senden ist, wacht es auf und sendet an das Netzwerk und bleibt für 4 Leerlauf-Frames im RX-Modus, damit es bei Bedarf erreichbar ist.

Energieprofil für den LTE-M1-Energiesparmodus.

Da das Gerät während des gesamten LTE-PSM-Fensters ruht, ist der Stromverbrauch äußerst gering. Tatsächlich kann es sogar noch niedriger sein als bei einem Sigfox- oder LoRaWAN-Modul, da die TX-Rate für LTE-M1 viel höher ist (beachten Sie die fehlende Interferenz im lizenzierten Spektrum).

Ein LTE-M1-Gerät, das einmal täglich im vollen PSM-Modus sendet, kann mit 2 AA-Batterien weit über 10 Jahre halten.

Verizon und Sequans beschleunigen die Entwicklung von LTE-M1 für den US-Markt.

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