LTE eDRX et PSM expliqués pour LTE-M1

LTE-M1 est la réponse tant attendue du 3GPP à l'intérêt croissant de la communauté Internet des objets pour les réseaux à faible puissance et longue portée (LPWAN). Le LTE-M1 permet aux chipsets radio plus simples et moins coûteux de se connecter aux réseaux LTE existants, après une mise à niveau logicielle.

Il existe deux innovations principales qui font du LTE-M1 une option très attrayante pour les concepteurs à la recherche de performances extrêmement écoénergétiques, ainsi que de l'omniprésence des réseaux LTE déjà déployés.

LTE eDRX (Réception discontinue étendue) et LTE PSM (Mode d'économie d'énergie)

Cet article décrira brièvement comment fonctionnent eDRX et PSM, et pourquoi ils améliorent considérablement la durée de vie de la batterie des appareils connectés LTE-M1. Pour les applications telles que les compteurs d'eau, les moniteurs agricoles et les moniteurs de chaîne du froid, il s'agit d'une technologie qui change la donne.

LTE eDRX

Affiche le profil de puissance d'un LTE-M1 UE en mode eDRX

Un cycle de pagination LTE normal est de 1,28 s, pendant lequel l'appareil peut être contacté par le réseau si le trafic est mis en file d'attente pour cet UE (Équipement utilisateur - jargon LTE pour la « chose » connectée au réseau).

L'amélioration LTE DRX non encore mise en œuvre vers LTE a permis aux appareils UE de dormir pendant 10,24 secondes entre les cycles de pagination, ce qui a quelque peu amélioré le courant de sommeil, mais toujours pas assez pour une autonomie de plusieurs années. LTE-M1 étend également le ralenti normal à 5,12 s au lieu de 1,28 s.

L'innovation eDRX permet à l'UE d'indiquer au réseau combien de « hyper trames » (HF) de 10,24 s il souhaite dormir avant de se réenregistrer. Le nombre maximal de HF qu'un UE peut dormir est réglable par l'opérateur de réseau mobile, mais cela devrait durer au moins 40 minutes.

Pour un appareil LTE-M1 qui transmet des données une fois par jour et se réveille toutes les 60 hyper trames pour vérifier les commandes (environ toutes les 10 minutes), une durée de vie de 4,7 ans est réalisable avec 2 piles AA.

LTE PSM

Le mode d'économie d'énergie est un mode dans lequel l'UE indique au réseau qu'il va se mettre en veille indéfiniment. Lorsque le périphérique hôte UE décide, sur la base d'une logique ou d'une minuterie, qu'il est temps de transmettre, il se réveille et transmet au réseau, et reste en mode RX pendant 4 trames inactives afin qu'il puisse être accessible si nécessaire.

Profil de puissance pour le mode d'économie d'énergie LTE-M1.

Étant donné que l'appareil est en veille pendant toute la fenêtre LTE PSM, sa consommation d'énergie est extrêmement faible. En fait, il peut être encore plus bas qu'un module Sigfox ou LoRaWAN, puisque le taux de TX pour LTE-M1 est beaucoup plus élevé (à cause du manque d'interférences dans le spectre sous licence).

Un appareil LTE-M1 qui transmet une fois par jour en mode PSM complet peut durer bien plus de 10 ans avec 2 piles AA.

Verizon et Sequans accélèrent le développement du LTE-M1 pour le marché américain.

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