IoT Protocol Stack Current Optimizations for the nRF9160 SiP

Abstract

Denne oppgaven presenterer aktuelle målinger av nRF9160 konfigurert for et ordinært IoT bruksområde. Med optimale strømsparende funksjoner aktivert, er nRF9160 i stand til å konsumere et gjennomsnitt på 267 mC for oppkobling til mobilnettverket, 213,9 mC for etablering av serverforbindelse, 29,52 mC i PSM-søvn og 28,76 mC for overføring av applikasjonsspesifikk data på 536 byte, en gang hver time. Dette gir en teoretisk batterilevetid på 772,15 dager for en referansebatterikapasitet på 300mAh. Disse resultatene er basert på at nRF9160 får PSM T3412 timer verdi større enn det utnyttede publikasjonsintervallet på 1 time, PSM T3324 timer verdi på 0 sekunder (eDRX deaktivert), C-DRX interval ltimer på 0,32 sekunder og CAT-NB1 som valgt LPWAN. Det det totale strømforbruket og batteriets levetid kan utvides kraftig ved å sette et større publiseringsintervall, forlenge den utnyttede batterikapasiteten og redusere den totale størrelsen på overført data.

This thesis presents current measurements of the nRF9160 configured with a common IoT use-case. With optimal power-saving features enabled, the nRF9160 is capable of consuming an average of 267mC for cellular network attachment, 213.9mC for server connection establishment, 29.52mC for PSM sleep, and 28.76mC of application payload transmission of 536-bytes every hour. This yields a theoretical battery life of 772.15 days for a reference battery capacity of 300mAh. These results are based on the nRF9160 getting PSM T3412 timer greater than the utilized publication interval of 1 hour, PSM T3324 timer of 0 seconds (disabling eDRX), C-DRX interval timer of 0.32 seconds and CAT-NB1 as LPWAN of choice. However, the overall current consumption and battery life can be greatly extended by setting a larger publication interval, extending the utilized battery capacity, and reducing the overall payload size.