LTE eDRX en PSM uitgelegd voor LTE-M1

LTE-M1 is het langverwachte antwoord van de 3GPP van groeiende interesse in de Internet of Things-gemeenschap tot low power, long range-netwerken (LPWAN). Met LTE-M1 kunnen eenvoudigere en goedkopere radiochipsets verbinding maken met bestaande LTE-netwerken, na een software-upgrade.

Er zijn twee belangrijke innovaties die LTE-M1 een zeer aantrekkelijke optie maken voor ontwerpers die op zoek zijn naar extreem energiezuinige prestaties, naast de alomtegenwoordigheid van reeds geïmplementeerde LTE-netwerken.

LTE eDRX (Uitgebreide onderbroken ontvangst) en LTE PSM (Energiebesparende modus)

Dit artikel beschrijft in het kort hoe eDRX en PSM werken en waarom het de levensduur van de batterij voor LTE-M1 aangesloten apparaten aanzienlijk verbetert. Voor toepassingen zoals watermeters, landbouwmonitoren en koudeketenmonitors is dit een baanbrekende technologie.

LTE eDRX

Toont het energieprofiel van een LTE-M1 UE in eDRX-modus

Een normale LTE-pagingcyclus is 1,28 s, gedurende welke het apparaat kan worden gecontacteerd door het netwerk als er verkeer in de wachtrij staat voor die UE (User Equipment - LTE-jargon voor het "ding" dat op het netwerk is aangesloten).

Door de nog niet geïmplementeerde LTE DRX-verbetering naar LTE konden UE-apparaten 10,24 seconden slapen tussen de pagingcyclus, wat de slaapstroom enigszins verbeterde, maar nog steeds niet genoeg voor een batterijlevensduur van meerdere jaren. LTE-M1 breidt ook de normale inactiviteit uit van 1,28s naar 5.12s.

De eDRX-innovatie stelt de UE in staat om het netwerk te vertellen hoeveel "hyperframes" (HF) van 10.24s het zou willen slapen voordat het weer incheckt. Het maximale aantal HF's dat een UE kan slapen, wordt ingesteld door de mobiele netwerkoperator, maar het moet minstens 40 minuten zijn.

Voor een LTE-M1-apparaat dat eenmaal per dag gegevens verzendt en elke 60 hyperframes wakker wordt om te controleren op opdrachten (dit zou ongeveer elke 10 minuten zijn), is een levensduur van 4,7 jaar haalbaar op 2 AA-batterijen.

LTE PSM

Energiebesparende modus is een modus waarvan de UE het netwerk vertelt dat het voor onbepaalde tijd inactief zal zijn. Wanneer het UE-hostapparaat op basis van een logica of timer besluit dat het tijd is om te zenden, wordt het wakker en zendt het naar het netwerk, en blijft het in de RX-modus gedurende 4 inactieve frames, zodat het indien nodig bereikbaar kan zijn.

Energieprofiel voor LTE-M1 energiebesparende modus.

Omdat het apparaat gedurende het hele LTE PSM-venster inactief is, is het stroomverbruik extreem laag. Het kan zelfs lager zijn dan een Sigfox- of LoRaWAN-module, aangezien de TX-snelheid voor LTE-M1 veel hoger is (doe aan het gebrek aan interferentie in het gelicentieerde spectrum).

Een LTE-M1-apparaat dat eenmaal per dag zendt in volledige PSM-modus, kan meer dan 10 jaar meegaan op 2 AA-batterijen.

Verizon en Sequans versnellen de ontwikkeling van LTE-M1 voor de Amerikaanse markt.

Als je meer vragen hebt, neem dan contact met ons op of tweet ons @LinkLabsInc.