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大揭露:低功耗優(yōu)勢(shì)的NB-IoT一塊電池可用10年?

2018-08-28 15:43 物聯(lián)網(wǎng)智庫
關(guān)鍵詞:3GPPNB-IoT通訊

導(dǎo)讀:現(xiàn)實(shí)中NB-IoT設(shè)備真的可以工作10年嗎?你的NB-IoT設(shè)備可以嗎?什么條件下才可以工作10年呢?

  現(xiàn)實(shí)中NB-IoT設(shè)備真的可以工作10年嗎?你的NB-IoT設(shè)備可以嗎?什么條件下才可以工作10年呢?

  NB-IoT有四大優(yōu)勢(shì)特征:

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  對(duì)于其中的低功耗優(yōu)勢(shì),行內(nèi)人都知道,可以工作10年。

  可是現(xiàn)實(shí)中真的可以工作10年嗎?你的NB-IoT設(shè)備可以嗎?什么條件下才可以工作10年呢?

  其實(shí)在3GPP標(biāo)準(zhǔn)在制定低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)的低功耗性能指標(biāo)時(shí),已經(jīng)定義了工作10年的條件。本文我們來看看3GPP標(biāo)準(zhǔn)具體是怎么定義的,讓吃瓜群眾明白真相(只想安心吃瓜的可以繞過了)。

  3GPP TR45.820中完整介紹了可用10年的條件,具體來說主要有以下條件:

  條件1:電池容量

  標(biāo)準(zhǔn)中明確要求,電池容量為5Wh的情況下,使用時(shí)長要求可達(dá)10年。

  對(duì)于手機(jī)、智能穿戴等普遍使用的鋰聚合物電池,5Wh對(duì)應(yīng)約1350mA。對(duì)于干電池,大約相當(dāng)于3節(jié)7號(hào)電池或1節(jié)5號(hào)電池,這就是平時(shí)常說的一節(jié)AA電池可以使用10年的由來。

  條件2:電池利用率

  假設(shè)電池利用率為100%,即不考慮任何老化、能量轉(zhuǎn)換損失等。

  條件3:T3314和T3324時(shí)長(終端何時(shí)進(jìn)入PSM狀態(tài))

  從評(píng)估模型中可以看出,假設(shè)終端在收發(fā)完數(shù)據(jù)之后立即進(jìn)入IDLE狀態(tài)(T3314=0),再過20s(T3324)后進(jìn)入PSM模式。對(duì)于NB-IoT,T3314和T3324是網(wǎng)絡(luò)側(cè)指定的,核心網(wǎng)可以配置。

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  條件4:數(shù)據(jù)量

  數(shù)據(jù)量的多少直接影響收發(fā)時(shí)間,進(jìn)而影響到工作時(shí)長。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,10年壽命按照只有終端主動(dòng)上報(bào)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)側(cè)不下發(fā)數(shù)據(jù)的場(chǎng)景來衡量。

  每天上報(bào)的頻次:分2小時(shí)一次和24小時(shí)一次兩種場(chǎng)景。

  每次上報(bào)的數(shù)據(jù)量:

  UL:分50B和200B兩種場(chǎng)景。

  DL:29B或65B。即只是ACK包,無數(shù)據(jù)傳輸。

  條件5:終端架構(gòu)

  顯然,雖然沒有明說,3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義的功耗模型中是一個(gè)只有NB-IoT數(shù)據(jù)收發(fā)基本功能的終端,沒有GPS定位、sensor數(shù)據(jù)采集等功能(或者說沒有包含這部分器件的功耗)。這是一個(gè)隱性條件。

  條件6:帶寬及部署方式

  基于200KHz帶寬,獨(dú)立部署方式。

  評(píng)估結(jié)果:基于上述條件,3GPP也給出了評(píng)估結(jié)果,如下表。可以看出,要確保在增強(qiáng)覆蓋模式2下5Wh電池也滿足10年壽命要求,數(shù)據(jù)收發(fā)頻率要求是每天上報(bào)1次、數(shù)據(jù)量<=200B。

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  說明:

  3GPP在定義10年壽命要求時(shí),并沒有限定必須是NB-IoT技術(shù),實(shí)際上EC-GSM、NB-CIoT均屬于3GPP定義的可工作10年(或者說是要求可工作10年)的技術(shù)。

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  到這里就基本把工作10年的場(chǎng)景、條件介紹完了。現(xiàn)實(shí)中受諸多因素的影響,一節(jié)AA電池其實(shí)并不可能工作10年,這些因素包括:

  電池能量利用率不可能是100%,一般是50%~90%;

  數(shù)據(jù)收發(fā)頻率和數(shù)據(jù)量往往>200B/天;

  終端設(shè)備帶有傳感器等耗電器件(往往比NB-IoT本身的電量消耗還要多);

  基站和核心網(wǎng)參數(shù)往往不是以終端功耗最低這一個(gè)指標(biāo)來配置的;

  ……

  好了,我也要去吃瓜了。