Approfondir les notions spécifiques du LTE-M

Qu’est-ce que le PSM ou Mode PSM (Power Saving Mode) ?

 

Le PSM est un mode programmable via l’application connectée, qui permet à l’utilisateur de définir et d’assurer la période pendant laquelle l’objet est joignable. A l’expiration de ce timer, l’objet bascule en mode PSM « hibernisation » et est non joignable. Le timer Extended définit la période durant laquelle l’objet se signale au réseau, identifié comme période de « réveil ». Les timers sont définis via des commandes AT. Le Power Saving Mode  permet d’optimiser la puissance émise et donc la basse consommation de batterie d’un objet connecté, en l’endormant.

 

La période de sommeil peut durer de 4h à 412 jours. Pendant cette période, le terminal ne peut pas recevoir de donnée ou de SMS. Néanmoins, si le terminal a des donnés à transmettre, il peut rallumer son circuit radio, en fonction de ses paramètres (comme des alertes en cas de dépassement d’un seuil de température, par exemple) pour envoyer ses données puis relancer sa phase d’économie d’énergie

C’est le terminal qui indique au réseau quand il souhaite s’endormir. La durée de vie et plus particulièrement la durée de sommeil sont définies par les clients qui utilisent ces nouveaux outils de l’internet d’objets.

Lorsqu’il est en mode PSM, le terminal indique au réseau mobile :

• la période de joignabilité durant laquelle on peut le contacter : plus cette période est courte plus l’objet augmente la durée de sa batterie
• la période durant laquelle il sera en PSM : plus cette période est longue, plus l’objet augmente la durée de sa batterie.

Les SMS sont conservés 3 jours quand le device est en PSM.

 

Quels sont les points de différence les deux types de modes : nouvelle fonction proposée par PSM et mode Power-off ?

L’accès au PSM va améliorer la qualité de déconnexion du terminal, tandis que le Power-off (marche/arrêt) est perçu comme une coupure brusque par le système.

Si un grand nombre de terminaux se déconnectent en Power off au sein d’une même cellule, cela dégrade la qualité de connexion globale.

Prochainement, le PSM communiquera, aux plateformes IoT, le statut des terminaux pour faire en sorte que des informations descendantes soient envoyées pendant la phase de vie du PSM.  Cela permettra d’optimiser et développer les différentes solutions IoT basse consommation, en évitant le paging inutile.

Avec la technique de la conservation du contexte en PSM, la reconnexion au réseau cellulaire est simplifiée et plus efficace.

 

Qu’est-ce que l’eDRX ?

Depuis 2020, l’eDRX (Extended Discontinuous Reception) enrichit protocole LTE-M de manière significative. L’eDRX permet au dispositif connecté de réduire sa consommation énergétique. Il peut être utilisé seul ou en complément du mode PSM pour tout dispositif IoT. Ainsi, les modes PSM  et eDRX peuvent se combiner pour optimiser chaque solution IoT.

Le LTE-M est une déclinaison du LTE – autrement dit la 4G – spécialement conçue pour l’IoT, lancée fin 2018 en France et profitant du déploiement du réseau LTE. Le LTE-M est un réseau LPWAN cellulaire, c’est-à-dire une technologie de communication sans fil, regroupant pour l’IoT les avantages de presque toutes les technologies actuelles de communication :

• la technologie LPWAN- longue distance et basse consommation - et
• les technologies cellulaires – fiables et sécurisées.

En termes de débit et latence, le réseau LTE-M est déjà beaucoup plus performant que le NB-IoT par exemple, avec une latence faible.

 

Comment fonctionne la veille ?

Pour vos applications IoT, le mode eDRX permet d’augmenter l’autonomie du dispositif et système IoT tout en optimisant la communication associée, entre vos objets et vos plateformes, via le réseau cellulaire. Plus particulièrement, l’eDRX définit la durée de veille de l’objet connecté pour une période de 5 secondes à 43 minutes, tel que résumé sur ce schéma

 

Durant cette période de veille, l’objet ne peut ni envoyer ni recevoir des données. C’est donc bien l’objet qui indique au réseau quand il souhaite se mettre en veille. La durée de veille est définie en fonction de vos applications nécessitant une gestion fine de l’énergie consommée.

Concrètement, pour gérer votre parc d’objets connectés, la souscription d’abonnements LTE-M se présente sous la forme d’une option offerte du LTE classique.

 

Qu’est-ce que Extended Coverage (EC) ?

L’extension de couverture mode A est aussi une nouvelle fonctionnalité de LTE-M qui est sortie en 2020. Elle permet d’améliorer la couverture radio indoor et celle d’endroits enterrés de +8dBm (permettant de gravir un mûr assez solide), grâce à la répétition de messages. Ce service permet de protéger les différents messages nécessitant de bénéficier du service. Ainsi, cette option de l’application permet d’utilisé un site internet en sécurité, puisque le système permet un contrôle de la gestion de contenu.

 

Contrôle de gestion du contenu		Protéger les messages Capacité de reconstituer les messages Utiliser un site internet sécurisé
Amélioration de la couverture réseau		Une meilleure couverture dans les lieux enterrés Mécanisme de répétition de messages Amélioration de la couverture radio indoor
Assurer un haut débit et une faible latence		Assurer une performance de communication Développement de l'émission de données Capacité à entretenir une conversation en ligne en temps réel

 

Il s’agit d’une fonctionnalité purement radio, qui s’active automatiquement à partir d’un seuil de réception de -124 dBm sans paramétrage nécessaire côté objet connecté.

Le réseau indique au terminal s’il doit utiliser l’EC et ajuste de manière dynamique le nombre de répétitions des messages (jusqu’à 32 fois) en fonction du canal (data/contrôle).

Dès que le device  possède une performance  de communication, il cessera de répéter les messages. Le fait de répéter plusieurs fois le même message permet au destinataire d’avoir la capacité de le reconstituer.

L’Extended Coverage (EC) augmente la couverture réseau dans les bâtiments ou les lieux enterrés en répliquant l’émission des données.