LTE eDRX e PSM explicados para LTE-M1

LTE-M1 é a tão esperada resposta do 3GPP ao crescente interesse na comunidade da Internet das Coisas às redes de longo alcance e baixo consumo de energia (LPWAN). O LTE-M1 permite que chipsets de rádio mais simples e baratos se conectem às redes LTE existentes, após uma atualização de software.

Existem duas inovações principais que tornam o LTE-M1 uma opção muito atraente para designers que buscam um desempenho extremamente eficiente em termos de energia, junto com a onipresença de redes LTE já implantadas.

LTE eDRX (Recepção descontínua estendida) e LTE PSM (Modo de economia de energia)

Este artigo descreverá resumidamente como eDRX e PSM funcionam e por que eles melhoram muito a vida útil da bateria para dispositivos conectados LTE-M1. Para aplicações como medidores de água, monitores agrícolas e monitores de cadeia de frio, esta é uma tecnologia revolucionária.

LTE eDRX

Mostra o perfil de potência de um LTE-M1 UE no modo eDRX


Um ciclo de paging LTE normal é de 1,28s, durante o qual o dispositivo pode ser contatado pela rede se o tráfego estiver na fila para aquele UE (Equipamento do Usuário - linguagem LTE para a “coisa” conectada à rede).

A melhoria LTE DRX ainda não implementada para LTE permitiu que os dispositivos UE dormissem por 10,24s entre o ciclo de paging, o que melhorou um pouco a corrente de sono, mas ainda não o suficiente para a vida útil da bateria de vários anos. LTE-M1 também estende a marcha lenta normal de 1.28s para 5,12s.

A inovação eDRX permite que o UE diga à rede quantos "hiper frames" (HF) de 10,24s ela gostaria de hibernar antes de fazer o check-in. O número máximo de HFs que um UE pode hibernar pode ser definido pela operadora de rede móvel, mas deve demorar pelo menos 40 minutos.

Para um dispositivo LTE-M1 que transmite dados uma vez por dia e desperta a cada 60 hiperquadros para verificar os comandos (isso seria a cada 10 minutos), uma vida de 4,7 anos é alcançável com 2 baterias AA.

LTE PSM

O Modo de economia de energia é um modo em que o UE informa à rede que ficará inativo indefinidamente. Quando o dispositivo host UE decide, com base em alguma lógica ou temporizador, que é hora de transmitir, ele desperta e transmite para a rede e permanece no modo RX por 4 quadros ociosos para que possa ser acessado se necessário.
Perfil de energia para o modo de economia de energia LTE-M1.


Uma vez que o dispositivo está inativo durante toda a janela LTE PSM, seu consumo de energia é extremamente baixo. Na verdade, pode ser ainda menor do que um módulo Sigfox ou LoRaWAN, uma vez que a taxa de TX para LTE-M1 é muito maior (devido à falta de interferência no espectro licenciado).

Um dispositivo LTE-M1 que transmite uma vez por dia no modo PSM completo pode durar mais de 10 anos com 2 baterias AA.

A Verizon e a Sequans estão acelerando o desenvolvimento do LTE-M1 para o mercado dos Estados Unidos.

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