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主流NB-IoT模组功耗实测结果一览

什么是NB-IoT

NB-IoT是一种建立在蜂窝网络基础上的低功耗广覆盖通信传输技术。

NB-IoT模组

承载NB-IoT芯片,能完成通信功能的模块。

NB-IoT技术四大特点:

主流模组厂商


目前市场上模组基本采用华为Boundica和高通的芯片。

以下列举了几家主要的模组厂家


移远(836430)                                                                                                                                                                                 



        公司位于上海,全球领先的GSM/GPRS、WCDMA/HSPA(+)、LTE、GNSS模组供应商,同时也是全球首个符合3GPP R13标准的NB-IoT模组厂商。


中移物联


        公司位于上海,专业化运营物联网专用网络,设计生产物联网专用模组和芯片,开发运营物联网开放平台OneNET。


中兴物联


       公司在深圳、西安两地设有研发中心,自主研发物联网通信产品和解决方案,持续为国内外合作伙伴提供创新解决应用。


利尔达(832149)



       公司位于杭州,国家重点领域高新技术企业,致力于物联网嵌入式行业的技术及市场推进,技术实力雄厚。


新华三

       公司位于北京,全球领先的新IT解决方案领导者,致力于新IT解决方案和产品的研发、生产、咨询、销售及服务。



 广和通无线      (300638)


       公司位于深圳,国内首家上市的无线通信模块及解决方案提供商,始终专注于物联网和消费电子领域的发展。


 


       本次测试采用了移远、中移物联和利尔达的NB-IoT模组,完成了具体的功耗测试;同时测试了广和通无线的2G模块,进行功耗对比实验。
 

省电关键技术

  •        PSM节电模式,其原理是允许UE在进入空闲态一段时间后,关闭信号的收发和接入层相关功能,从而减少天线、射频、信令处理等的功耗消耗。

 

  •        eDRX即非连续接收,eDRX是对原DRX技术的增强,支持的寻呼周期可以更长。

测试模组展示
1、NB-IoT模组

NB-IoT模组
2、2G模块
2G模块
中国移动 浙江物联网实验室测试能力简介


NB-IoT基站
NB-IoT基站

功能说明:

       物联网实验室专门建有一个小型NB-IoT基站,方便入驻厂家进行相关NB-IoT功能测试、网络信号参数配置、问题定位。且实验室的NB-IoT网络环境跟外部商用    NB-IoT网络一致,厂家通过测试可以直接商用化。

直流电流分析仪

功能说明:

 

       针对NB-IOT低功耗性能验证测试需求,实验室高价采购了是德科技N6705B电源分析仪。广范围的供电电源输出、长时间数据记录、高精度电流测量实现了NB-IoT的功耗测试。

功耗测试方法


测试环境
 

地点:移动物联网实验室

电压:电源分析仪3.8V供电

测试子板:使用实验室专门制作的子板模块,保证外围电路一致性


固件版本信息:

移远模组:V100R100C10B657SP1

中移物联模组:V100R100C10B657SP1

利尔达模组:V100R100C10B657SP1

2G模组:G510_V0D.00.47

 

注:实验中2G模块使用默认配置进行测试

测试内容

 

模块连网峰值电流测试

IDLE态平均电流测试

PSM平均电流测试

一次完整发包业务平均电流测试

测试步骤

 

1、被测模块上电,开始记录电流波形,开始测试;

2、测试模块成功附着网络;

3、模块不收发数据,进入IDLE态,并等待 T3324超时,进入PSM模式;

4、发送上行数据,模块从PSM低功耗模式唤醒,之后进入IDLE态,无数据交接,最终再次进入PSM休眠模式

5、从所记录的电流波形中,截取各模式的峰值电流/平均电流,进一步可以算出各模式的功耗;

 


测评结果

尺寸

四款模组都具有体积小的特点,能最大限度地满足终端设备对小尺寸模块产品的需求。

功耗
本次功耗测试所有模块均是使用3.8V供电,
功耗数据为3次重复实验取平均值得到。


连网峰值电流对比

IDLE 状态平均电流对比

PSM状态平均电流对比

一次业务平均电流对比

实测结果图

       上图为从N6705B直流电源分析仪的DataLogger上观察的移远模块测试过程。NB-IoT模组处于PSM休眠模式,发送上行数据,退出PSM模式,进行网络连接,发送UDP包,无数据交互20s后,进入IDLE模式,该状态持续时间由Active timer(T3324=3min)控制,无数据交互3min后重新进入PSM模式。
 

NB-IoT vs GPRS功耗对比

 

结束语

       依托于浙江移动物联网开放实验室,我们完成了本次NB-IOT模组功耗测试。通过对选取的3家NB-IOT模组与GPRS模组进行各工作状态下的耗电分析,可以看到NB-IOT在低功耗上具有明显优势,无论是联网峰值电流还是PSM休眠模式,功耗都要远远低于传统2G模组。

 

标签: NB-IoT模组 NB-IoT技术

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