【Nordic博文分享系列】距离如何影响LTE-M和NB-IoT的表现

互联网上有许多文章介绍 LTE-M (Cat-M1)和 NB-IoT (Cat-NB1)技术。但是，许多仅列出了不适用于现实世界的理想数字。

在功耗的大背景下，我们还需要考虑对用户设备(UE)的总体功耗有重大影响的网络配置。这就是为什么我们开始使用Nordic Semiconductor的nRF9160系统级封装(SiP)作为用户设备来探索这些领域。

https://www.nordicsemi.com/Products/nRF9160

在这次现场测试中，我们获取了一些数据参数，测量了设备的功耗，并使用 Nordic 特有的连接评估功能，在使用 UDP(用户数据报协议)发送上行(UL)数据之前，评估网络链路。

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/mob_termination_ctrl_status/coneval.html 

这些数据参数通过使用 LTE-M 和 NB-IoT 技术在每距离基站(技术术语“eNB”)增加 1 公里的地点测量获得。

这些测量结果是在设备静止的情况下进行的，并且在每个地方都是从冷启动开始的。

我们将从 LTE-M 和 NB-IoT 技术的差异以及基站调制解调器的不同模式的一些背景信息开始这次现场测试。下一节将介绍现场测试的进行状况，使用了什么工具，以及如何进行的测量。

然后，我们将跳转到结果章节，显示我们在测试期间采集的信息。之后的章节将讨论我们发现的结果，并在最后，我们将有一节介绍现场测试的结论。

文末还有一个 LTE 缩略语章节，供您查阅本文中使用的缩略语。

在继续介绍之前，LTE-M 和 NB-IoT 之间有几个相关的区别值得一提。让我们看一下摘自“什么是蜂窝物联网?”页面比较 LTE-M 和 NB-IoT 的总览表。

首先，带宽不同。LTE-M 为 1.4 MHz，NB-IoT 为 200 kHz。LTE-M 带宽越大，吞吐量越高，而 NB-IoT 带宽越小，信号质量越好，传输距离越远。

这意味着，在相同的网络条件下，发送相同数量的数据时，LTE-M 由于吞吐量比NB-IoT 更高，因此需要更短的时间，因此 LTE-M 将成为低功耗运行的推荐技术。

现在让我们看看 LTE-M/NB-IoT 调制解调器可以使用的不同模式。

主要有三种模式：

需要注意的是，PSM 模式下的 nRF9160 设备可以在需要发送数据时自动唤醒，并进入 RRC 连接模式，例如告警。

对于 nRF9160 SiP，PSM 电流下限为 2.7µA。

应用中可以采用多种模式的组合，具体取决于您在应用中需要什么。对于低功耗设备，一个很好的经验是尽可能不频繁地发送大量数据。

这样，您就可以避免频繁进出 RRC 连接模式，例如，可以在大部分时间处于 PSM 模式下，从而最大限度地减少功耗。

应用通常会采用下面其中一个配置：

· RRC 连接、RRC 空闲和 PSM

· RRC 连接和 RRC 空闲(图1) 图1 RRC Connected (连接)和 RRC Idle (空闲)模式1

· RRC 连接和 PSM(图2) 图2 RRC Connected (连接)模式和 PSM2

让我们首先通过 Online Power Profiler(用于估计 nRF9160 SiP 上的功耗)捕捉到的波形来看看 RRC 连接和 RRC 空闲模式。

https://devzone.nordicsemi.com/power/w/opp/3/online-power-profiler-for-lte

图 1 RRC Connected (连接)和 RRC Idle (空闲)模式 1iDRX 间隔是当您阅读关于 eDRX 的典型营销材料时提到的间隔，但 eDRX 的定义是“超过 5.12 秒的间隔”，所以它也可以用于 cDRX，但很少这样用。

cDRX 间隔是“RRC 连接”模式下的“connected-DRX”，它由网络配置，终端不支持修改。这就是为什么我们在这篇文章中将 eDRX 称为 iDRX，以更精确并避免混淆。

如图 1 所示，在 RRC 连接模式中有一个称为 cDRX 的间隔。图 1 RRC Connected (连接)和 RRC Idle (空闲)模式 1 该时间间隔由网络设置，终端不能修改。

相比之下，我们有iDRX 间隔，终端可以使用 AT 命令“+CEDRXS”或通过nRF Connect SDK 中的 LTE 链路控制器库请求网络获取另一个 iDRX 间隔。

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/nw_service/cedrxs_set.html

https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/libraries/modem/lte_lc.html

https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/index.html

cDRX 间隔通常比典型的 iDRX 间隔短得多。cDRX 的时间间隔可以在 0.01 至 10.24 秒之间，而 iDRX 的时间间隔可以要求在 0.16 秒至 ~44 分钟之间。

这意味着当使用 RRC 连接模式和 RRC 空闲模式时，iDRX 间隔对整体功耗的影响可能比 cDRX 更大。

RRC 连接模式中的另一个重要参数是“不活动计时器”，更确切地说，是“RRC 不活动计时器”。和cDRX 一样，这个定时器也是由网络配置的。

RRC 不活动定时器的目的是让网络保持终端与其连接，以防有任何额外的数据，因为网络不知道最后一个数据包是什么时候发送的。

但是，如果网络将这个定时器配置得太长，那么在 RRC 连接模式下停留的额外时间可能会影响功耗预算，因为每次您想离开 RRC 连接模式时都必须等待这个定时器。

一些网络可以将这个 RRC 不活动定时器设置为 4 秒，而其他网络可以将其设置为 18 秒，这可能会将电池续航减少一半。

您可以尝试在 Online Power Profiler 中使用网络配置和参数。

https://devzone.nordicsemi.com/power/w/opp/3/online-power-profiler-for-lte

现在让我们看看 RRC 连接模式和 PSM 模式的组合，这是在我们的现场测试中所使用的模式组合。

图 2 RRC Connected (连接)模式和 PSM2 在 PSM 模式中，终端仍然注册到网络，但可以在网络批准的时间间隔内关闭调制解调器(这是由调制解调器自动处理的)。

这意味着，在 PSM 模式中，终端无法被网络访问，但可以在任何时候醒来发送数据。

PSM 间隔(也称为周期性 TAU 或 T3412 定时器)理论上可以在 10 分钟到 413 天(约 1 年 1 个半月)之间，并可以通过 AT 命令“+CPSMS”或 LTE 链路控制器库请求设置。

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/nw_service/cpsms_set.html

https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/libraries/modem/lte_lc.html

此间隔指定终端从 PSM 模式唤醒来执行跟踪区域更新(TAU) 的频率。简单地说，这只是为了让网络知道终端的位置，即跟踪区域。

如果您从 PSM 模式唤醒来传输数据(或需要终端连接到网络的任何其他活动)，它将始终执行 TAU 过程，因此周期性 TAU 计时器将被重置。

我们使用了标准的 nRF9160 开发套件包(v1.0.1)和挪威移动运营商 Telenor 的 SIM 卡。 

https://www.nordicsemi.com/Products/Development-hardware/nRF9160-DK?lang=en - infotabs 

我们还使用 Power Profiling Kit II (PPK2)来测量两款 nRF9160 DK 的功耗，如图 3 所示。 

https://www.nordicsemi.com/Products/Development-hardware/Power-Profiler-Kit-2 

图 3 使用 nRF9160 SiP DK 和 PPK2 进行现场测试的我们在测试中使用的调制解调器固件是 v1.3.1。 

https://www.nordicsemi.com/Products/Developmenthardware/nRF9160DK/Download 

我们使用了 4 个不同的nRF9160 DK 在 nRF Connect SDK 中运行 4 个不同版本的 UDP(用户数据报协议) 例程，配 置略有不同。

下面是我们的设置，同样如图4所示:图4 现场测试中的完整测试

· 1 x nRF9160 DK运行UDP例程，启用调制解调器跟踪，启用LTE-M

· 1 x nRF9160 DK运行UDP例程，禁用调制解调器跟踪，启用LTE-M，带功耗测量

· 1 x nRF9160 DK运行UDP例程，启用调制解调器跟踪，启用NB-IoT

· 1 x nRF9160 DK运行UDP例程，禁用调制解调器跟踪，启用NB-IoT，带功耗测量

我们测量了未启用调制解调器跟踪的nRF9160 SiP DK的功耗，因为该功能会产生额外的电流，并会影响功率测量。

注意：这种差异化的设置在此现场测试中特别重要，因为我们无法使用相同的网络技术100%地将调制解调器跟踪数据与功率测量数据关联起来，因为数据是从两个独立的开发套件上获取的。然而，它仍然应该让我们大致了解，对于我们从其他开发套件获取的跟踪数据，是什么影响了功耗。

它基于我们 nRF Connect SDK 的 UDP 例程，但我们将以下这串代码增加到 300 个字节，并在两个例程中启用了调制解调器跟踪。

CONFIG_UDP_DATA_UPLOAD_SIZE_BYTES

·一个启用了

CONFIG_LTE_NETWORK_MODE_LTE_M

·另一个启用了

CONFIG_LTE_NETWORK_MODE_NBIOT

https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/samples/nrf9160/udp/README.html

https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/index.html

https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/samples/nrf9160/udp/README.html

https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/kconfig/CONFIG_LTE_NETWORK_MODE_LTE_M.html

我们还加入了几个 AT 命令，以读出我们认为会有兴趣跟踪的不同参数。

https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrfxlib/nrf_modem/doc/at_interface.html-sending-an-at-command-and-reading-the-response 

这些命令是：

+CGMR、%XMONITOR、+CESQ、%XSNRSQ、%XTEMP、+CEINFO、%CONEVAL。

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/general/cgmr.html

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/nw_service/xmonitor.html

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/mob_termination_ctrl_status/cesq.html

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/mob_termination_ctrl_status/xsnrsq.html

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/mob_termination_ctrl_status/xtemp_set.html

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/mob_termination_ctrl_status/ceinfo.html

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/mob_termination_ctrl_status/coneval_set.html

我们从距离 Bitihorn 山顶的基站(eNB) 3 公里处开始测量。

https://goo.gl/maps/BLdidicvn8BecABY6

我们测量了连接到网络时两个开发套件的功耗，并获取了其他两个开发套件从启动到进入 PSM 模式的调制解调器跟踪。

然后，我们从 3 公里处的第一个测试点向北行驶 1 公里，重复同样的数据和功率测量过程，即从启动到设备进入 PSM 模式。

这个过程一直持续到我们所有的设备都失去连接。[See google maps here]。所有测量都是在设备静态时进行的。

LTE-M 技术的测试结果

让我们从连接到 LTE-M 网络的开发套件上获取的数据开始。首先，我们将查看我们从山顶基站(eNB)获得的网络特定配置(表 2)。

表 2 eNB 上 LTE-M 和 NB-IoT的网络特定配置 2 这些值可以从使用 Power Profiler Kit II 获取的波形中读出。如果您想在您的网络上自己做这件事，您可以按照这个 YouTube 教程操作。

https://youtu.be/r_dr3Qd8inE?t=783 

表 2 中我们看到的红色方格更大的 NB-IoT 值应该会对总体功耗产生负面影响，而我们看到的绿色值应该会降低功耗。表 2 eNB 上 LTE-M 和 NB-IoT 的网络特定配置 2 您可以使用 Online Power Profiler 自己检查。

https://devzone.nordicsemi.com/power/w/opp/3/online-power-profiler-for-lte

下面，我们可以看到表 3，其中显示了从我们使用调制解调器跟踪进行发送和读取的 AT 命令中获取的许多不同参数 (也可以从应用的串行输出日志中读出)。

表 3 从 LTE-M 网络上的调制解调器跟踪获取的数据 3 您可以单击描述标题来查看对于不同的参数使用了哪个特定的 AT 命令。

对于距离基站每增加一公里，蓝色数字保持一致。12 公里(约 7.46 英里)后，我们无法连接到 LTE-M 网络。

在图 6 中，我们突出了距离 eNB 每增加一公里 TX 输出功率和 RSRP 之间的相关性，以及从表 3 中看到的能量估计。图 6 LTE-M 输出功率与RSRP 的相关性 4 表 3 从 LTE-M 网络上的调制解调器跟踪获取的数据 3

图 6 LTE-M 输出功率与 RSRP 的相关性 4 下表显示实际测量的距离基站(eNB)的公里数。一般来说，RSRP 越高，信号质量越好，如- 75dbm 比- 105dbm 信号质量好。

背景颜色代表来自表 3 的能量估计，因此我们可以看到，在 4 公里处的能量估计是“良好状况”。表 3 从 LTE-M 网络上的调制解调器跟踪获取的数据 3

现在让我们来看看图 7，增大 eNB 和终端之间的距离会如何影响功耗。图 7 LTE-M 连接过程中获取的总时间和总电荷量 5

在图 8 中，我们突出了距离 eNB 每增加一公里 TX 输出功率和 RSRP 之间的相关性，以及表 4 中看到的能量估计。

图 8 NB-IoT 输出功率与 RSRP 的相关性 6 表 4 从 NB-IoT 上的调制解调器跟踪获取的数据 4

图 6 LTE-M 输出功率与 RSRP 的相关性 4 下表显示实际测量距离基站(eNB)的公里数。背景颜色代表来自表 4 的能量估计，因此我们可以看到，在 12 公里处估计是“微弱状况”。

现在让我们来看看图 9，增大基站和终端之间的距离会如何影响功耗。图 7 LTE-M 连接过程中获取的总时间和总电荷量 5

从图 9 中，我们可以看到连接总时间和连接总电荷量之间的相关性，这是从 nRF9160 SiP 启动到进入省电模式的测量结果。

可以让您了解与基站的距离(或障碍物)会如何影响设备的功耗。

请注意图中，图 9 NB-IoT 连接过程中获取的总时间和总电荷量 7 在 13 公里、14 公里和 17 公里(标记为灰色)处获取的结果是不完整的，由于调制解调器找网络的时间太长，在终端连接网络之前测量就被切断了，所以我们决定在 2 分钟后切断测量。

LTE-M 和 NB-IoT 结果对比

让我们将图 6 和图 8 的数据放在同一个图中，在图 10 中比较输出功率和 RSRP。

图 6 LTE-M 输出功率与 RSRP 的相关性 4 图 8 NB-IoT 输出功率与 RSRP 的相关性 6 图 10 LTE-M 和 NB-IoT 输出功率与 RSRP 的相关性 8

从图 10 可以看出，在 3 ~ 12 km 范围内，NB-IoT 比 LTE-M 具有更高的 RSRP 和更低的输出功率。

图 10 LTE-M 和 NB-IoT 输出功率与 RSRP 的相关性 8 之后，LTE-M 设备无法连接网络，而 NB-IoT 设备仍然可以连接。然而，RSRP 显著下降，对于 NB-IoT 连接的终端，12 公里后的输出功率几乎一直保持在最大 23 dBm。

在图 11 中，我们比较了 LTE-M 和 NB-IoT 的总连接时间和总电荷量。

图 11 NB-IoT 和 LTE-M 连接过程中获取的总时间和总电荷量 9 我们已经删除了 13 至 17 公里 NB-IoT 的测量数据，因为其中一些数据点来自卡在网络搜索中的设备。

网络特定配置

在表 2 中，我们可以看到为终端无法请求更改的 LTE-M 和 NB-IoT 网络分配的不同网络特定配置。

表 2 eNB 上 LTE-M 和 NB-IoT 的网络特定配置 2 注意，NB-IoT 的 RRC 不活动定时器比 LTE-M 的长 7秒。

时间更长的定时器是强制终端保持 RRC 连接模式的网络，由于网络不知道最后一个数据包是什么时候发送的，因此会导致设备消耗更多的电量。

但是，如果网络支持，此定时器可以使用Release Assistant Indication (RAI) 功能(%RAI AT 命令)避免。

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/nw_service/rai.htmlRAI

用于向网络指示最后一个数据包已经发送，并且可以安全地从 RRC 连接模式中释放终端。由于目前缺乏网络方面的支持，在本次现场测试中没有进行测试。

其他三个网络配置值“cDRX interval”、“cDRX on duration”和“cDRX inactivity timer”也会影响总功耗，我们可以通过使用 Online Power Profiler 来进行估计。

https://devzone.nordicsemi.com/power/w/opp/3/online-power-profiler-for-lte 

让我们使用表 2 中的网络配置，禁用 RRC 空闲模式，启用 PSM 模式并启用每间隔一小时进行 300 字节的数据传输进行比较。表 2 eNB 上 LTE-M 和 NB-IoT 的网络特定配置 2 为了简单起见，我们将使用相同的网络模式“LTE-M”，同时更改网络配置以查看直接影响。

使用 LTE-M 的网络配置中，总平均电流为30.97µA；而使用 NB-IoT 的网络配置，总平均电流为18.3µA。表 2 eNB 上 LTE-M 和 NB-IoT 的网络特定配置 2 仅网络配置不同，总平均电流就减少了 41%！

这就是为什么您需要现场测试您的网络，以查看您在这一区域获得什么网络配置，因为这些配置不能由终端更改，并将对总功耗产生重大影响。

如果情况不利，您需要推动您的网络运营商改善，并解释这对低功耗设备的电池运行的影响。如果网络不知道这对受限设备的电池续航有多大影响，那么这些配置可以是任意的。根据应用的不同，这可能会减少电池的续航。

澄清一下，对于低功耗设备，推荐的网络配置是更高的“cDRX interval”(到某个点)，更低的“cDRX on duration”和更低的“cDRX inactivity timer”。

所有这些在 GSMA 白皮书《提高移动物联网的能源效率(Improving energy Efficiency for Mobile IoT)》中都有详细解释。

https://www.gsma.com/iot/wpcontent/uploads/2022/02/2022.03-GSMA-Energy-Efficiency-for-Mobile-IoT-1.pdf

LTE-M 和 NB-IoT 的距离及其对信号强度的影响

让我们看看nRF9160 SiP (终端) 和使用 LTE-M 和 NB-IoT 的基站(eNB)之间可能存在的距离差异。

从表 3 的 LTE-M 和表 4 的 NB-IoT，我们可以看到，对于 LTE-M 技术，在 3 公里到 12 公里之间有可靠的连接，而对于 NB-IoT，在距离 17 公里处我们仍然能够连接和发送 UDP 数据。

表 3 从 LTE-M网络上的调制解调器跟踪获取的数据 3 表 4 从 NB-IoT 上的调制解调器跟踪获取的数据 4 这意味着在这个地点使用 NB-IoT 比 LTE-M 至少增加了 5 公里的通信距离(可能更多，因为我们在 17 公里后停止测试)。

这是意料之中的，因为 NB-IoT 技术的带宽较低，见表 1。表 1 LTE-M 与 NB-IoT 的区别1

LTE-M 和 NB-IoT 在 3km(最接近 eNB)处的结果(分别见图 6 和图 8)是 23/21 dBm 的输出功率和-101/-90 dBm 的参考信号接收功率。

图 6 LTE-M 输出功率与 RSRP 的相关性 4 这可以通过图 12 中红色圆圈所示的小山障碍物来解释，其中蓝色圆圈是我们测量数据的来源。

图 12 距 eNB 3 公里处的测量结果 10 在图 13 中也可以清楚地看到这一点(取自谷歌地图)，其中蓝色的汽车图标是我们测量的位置，黄色圆圈是 eNB。

图 13 测量点(3 公里)与 eNB 图 8 NB-IoT 输出功率与 RSRP 的相关性 6

对于通信范围，当我们距离 NB-IoT 设备达到 11 - 12km 时，从图 8 可以看出，信号强度(RSRP)显著降低，而输出功率则增加以进行补偿。

图 8 NB-IoT 输出功率与 RSRP 的相关性 6 这会影响功耗，首先可以通过表 4 中的“评估连接参数(Evaluating connection parameters)”(%CONEVAL)功能的响应看到。

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/mob_termination_ctrl_status/coneval.html 

表 4 从 NB-IoT 上的调制解调器跟踪获取的数据 4 我们看到，对于 12 公里以外的地方，能量估计非弱即差，如文档所述“难以建立连接。数据可能需要最大重复次数”。

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/mob_termination_ctrl_status/coneval.html 

请注意，在 RRC 空闲模式下使用%CONEVAL 比在现场测试(RRC 连接模式)中使用更有利于节省功耗。

现在让我们看看对于 LTE-M 技术，距离如何影响 nRF9160 开发套件的信号强度和输出功率。我们在图 6 中看到类似的预期结果，信号强度(RSRP)在开始时很高，但随着与 eNB 距离的增加以及输出功率的增加而降低。

图 6 LTE-M 输出功率与 RSRP 的相关性 4 对于 LTE-M 和 NB-IoT 设备，我们在图 10 中看到，11 公里和 12 公里处信号强度坠崖式下降，输出功率增加。

图 10 LTE-M 和 NB-IoT 输出功率与 RSRP 的相关性 8 这可以解释为，数据点取自图片中的山丘后，如图 5 所示。图 5 展示我们驶离 eNB3

比较 LTE-M 和 NB-IoT 的功耗

首先，我们需要考虑表 1 LTE-M 和 NB-IoT 之间的差异，以及表 2 eNB 中 LTE-M 和 NB-IoT 的网络特定配置，这将影响使用 Online Power Profiler 比较这些网络配置的功耗。

表 1 LTE-M 与 NB-IoT 的区别 1 表 2 eNB 上 LTE-M 和 NB-IoT 的网络特定配置 2NB-IoT 的带宽较低，这意味着调制解调器必须在 RRC 连接模式下停留更长时间才能完成相同的工作量。

我们已经在讨论一节的开头探讨了网络特定配置的影响。

网络特定配置讨论图 11 NB-IoT 和 LTE-M 连接过程中获取的总时间和总电荷量 9 我们可以看到，与 NB-IoT 设备相比，LTE-M 设备的总连接时间平均缩短了 61%，这意味着使用无线电的时间更短。如果他们使用相同的网络配置，这还应该反映在更低的功耗上。

正如我们所看到的，在这种情况下(表 2)，网络配置存在差异，但仍未大到不足以产生影响。表 2 eNB 上 LTE-M 和 NB-IoT 的网络特定配置 2 

从同一张图中我们可以看到，在短距离(从 4 公里到 10 公里)范围内，在相同的工作量下LTE-M技术在连接过程中消耗的电量要比 NB-IoT 设备少得多。

图 11 NB-IoT 和 LTE-M 连接过程中获取的总时间和总电荷量 9 只有在更糟糕的情况下，在 3 公里(因为山体阻隔，图 12)和 11 公里和 12 公里处(因为山丘后面的下坡，图 5)，与 LTE-M 相比 NB-IoT 在连接中进行了无用的用电。

图 12 距eNB 3 公里处的测量结果 10 图 5 展示我们驶离 eNB3 这可以再次解释为 NB-IoT 技术的较低带宽和较高的穿透性能。

这表明，在正常情况下，使用 LTE-M 的平均功耗比 NB-IoT 低，但如果设备部署在离 eNB 很远的地方或有很多障碍物，那么 NB-IoT 技术将是首选。

幸运的是，当使用 nRF9160SiP 时，您可以在运行时更改网络，这意味着您可以针对不同的场景优化您的应用，其中一种技术比另一种更适合。

一个合适的例子就是空中固件(FOTA)升级，强烈建议使用 LTE-M，因为它具有更高的数据吞吐量。

还要注意，当与 eNB 的距离越来越远时(如图 9 所示)，设备可能会出现网络连接问题，并可能停留在网络搜索中很长一段时间。

图 9 NB-IoT 连接过程中获取的总时间和总电荷量 7 为了防止这种情况，您可以在应用中采用一种安全措施，或者利用诸如%MDMEV 等其他功能。

这些功能可以提前告诉您，很可能找不到网络，可以退出网络搜索。

https://infocenter.nordicsemi.com/topic/ref_at_commands/REF/at_commands/mob_termination_ctrl_status/mdmev.html

我们在现场测试中发现，当与 eNB 的距离增加时，两种技术的信号强度都会降低，输出功率也会增加。

我们还看到现场障碍物和高度差异如何影响着同一个参数。我们也看到了使用“能量估计”功能的好处，它让我们在发送任何数据之前粗略估计网络状况。

https://infocenter.nordicsemi.com/index.jsp?topic=%2Fref_at_commands%2FREF%2Fat_commands%2Fmob_termination_ctrl_status%2Fconeval.html 

这对于任何低功耗应用都是一个有益的工具，因此您可以在使用它之前检查网络环境。

现场测试的另一个发现是两种技术在功耗上的差异。正常情况下，LTE-M 耗电量更少，但当设备所处条件不佳时，在一定程度上，NB-IoT 似乎是发送少量数据的更好选择。

然而，当条件太糟时，设备可能会卡在网络中很长一段时间，或消耗大量电量发送数据。因此，就网络条件而言，NB-IoT 有一个有利的使用点。

我们也看到 NB-IoT 比 LTE-M 有更好的通信距离。LTE-M 在 12 公里后失去连接，而 NB-IoT 设备在17 公里后仍然可以连接。

• RSRP - 参考信号接收功率

• eNB - 增强节点 B。基站

• RRC - 无线电资源控制

• PSM - 省电模式

• cDRX - 连接模式间断接收

• iDRX - 空闲模式间断接收

• eDRX - 非连续接收

• TX - 发送

• RX - 接收

• UE - 终端用户设备。连接到基站的设备。此次现场测试中为 nRF9160 SiP。• TAU - 追踪区域更新

• UL - 上行。终端到 eNB 的报文。

• DL - 下行。eNB 到终端的报文。

• 基站选择。终端选择连接到哪个 eNB。

• 基站重新选择。终端连接其他 eNB。

• 基站切换。终端切换连接到另一个 eNB。

这是用于现场测试的应用文件(Public_LTE-M_NB-IoT-fieldtest-samples.zip)。

https://drive.google.com/file/d/1TES7am6ijTRlM9LnWhYRb40moDNpsl71/view?usp=drivesdk