(4)低功耗
NB-IoT借助PSM和eDRX可实现更长待机。其中PSM(Power Saving Mode,节电模式)技术是Rel-12中新增的功能,在此模式下,终端仍旧注册在网但信令不可达,从而使终端更长时间驻留在深睡眠以达到省电的目的。eDRX是Rel-13中新增的功能,进一步延长终端在空闲模式下的睡眠周期,减少接收单元不必要的启动,相对于PSM,大幅度提升了下行可达性。PSM和eDRX节电机制如图3所示:
图3 PSM和eDRX节电机制
NB-IoT目标是对于典型的低速率、低频次业务模型,等容量电池寿命可达10年以上。根据TR45.820的仿真数据,在耦合耗损164dB的恶劣环境,PSM和eDRX均部署,如果终端每天发送一次200byte报文,5瓦时电池寿命可达12.8年,如表4所示:
表4 集成PA的电池寿命估算
5、基于NB-IoT的主要业务举例
考虑NB-IoT的特性, NB-IoT技术可满足对低功耗/长待机、深覆盖、大容量有所要求的低速率业务;同时由于对于移动性支持较差,更适合静态业务场景或非连续移动、实时传输数据的业务场景,并且业务对时延低敏感,可以考虑的业务类型如下:
(1)自主异常报告业务类型。如烟雾报警探测器、智能电表停电的通知等,上行数据极小数据量需求(十字节量级),周期多以年、月为单位。
(2)自主周期报告业务类型。如智能公用事业(煤气/水/电)测量报告、智能农业、智能环境等,上行较小数据量需求(百字节量级),周期多以天、小时为单位。
(3)网络指令业务类型。如开启/关闭、设备触发发送上行报告、请求抄表,下行极小数据量需求(十字节量级),周期多以天、小时为单位。
(4)软件更新业务类型。如软件补丁/更新,上行下行较大数据量需求(千字节量级),周期多以天、小时为单位。
华为已与全球多家运营商在中国、德国、西班牙、阿联酋等国共同完成了基于NB-IoT技术智能水表、智能停车、智能垃圾箱业务的功能验证。
其中沃达丰和华为于2015年底在西班牙完成了NB-IoT预标准的第一个试商用测试,成功地将NB-IoT技术整合到沃达丰现有移动网络中,发送NB-IoT消息给水表中的物联网模块,水表的放置环境通常在壁橱等隐蔽环境,且水表无法外接电源,NB-IoT可有效解决覆盖及功耗等问题。
华为与中国联通、中国移动也均已开始商用测试和合作,其中2015年MWC,华为联合上海联通部署首个基于商用网络的智能停车实验网络。由于NB-IoT标准化未完成,目前的试商用都是非标的方案,不过与最终冻结的标准NB-IoT业务效果相比,差异应该并不大。
6、结语
NB-IoT是技术演进和市场竞争的综合产物,由于未来的市场被一致看好,设备厂商在标准制定过程中曾激烈争夺话语权,但预期达到的特性指标仍是基本一致的,标准也仍在加速制定中。
目前产业链也在积极地开展试验测试及试商用,在不远的将来,NB-IoT将很可能被广泛应用在不同的垂直行业,并就此开启万物互连的新领域、新时代。