NB-IoT的PSM(Power Saving Mode,省電模式)是3GPP R12中引入的一種獨立狀態。當支持PSM功能的UE終端在空閑態持續一段時間后,會進入PSM狀態。此時,UE終端的射頻部分(PA)停止工作,終端的接入層(AS)也會停止部分相關功能,以減少射頻、信令處理等部分的功耗消耗,從而實現低功耗。
在PSM狀態下,終端在網絡中仍然被標記為注冊狀態,因此從PSM喚醒后,無需重新建立PDN連接,可以直接發送數據。然而,由于射頻部分停止工作,終端在PSM狀態下無法接收任何尋呼及調度,因此數據、短信均無法到達終端。為了解決這個問題,當NB-IoT設備需要從PSM狀態接收下行數據時,服務網關會緩存并延遲這些數據,直到設備從PSM狀態喚醒并再次進入連接狀態。
NB-IoT的PSM模式有何特點?
PSM模式的主要優點是可以進行長時間休眠,從而顯著降低功耗。盡管在PSM模式下,設備對終端接收(Mobile Terminated,MT)業務的響應可能不及時,但這對于遠程抄表等對下行實時性要求不高的業務來說是可接受的。因此,PSM模式被廣泛應用于遠程抄表等場景。
在NB-IoT系統中,物聯網終端在發送數據包之后,會立刻進入PSM狀態,不再進行任何通信活動。當需要上報數據時,終端會喚醒自己,發送數據后再次進入休眠狀態。這種工作機制使得NB-IoT設備能夠在保證數據傳輸的同時,最大限度地降低功耗,非常適合于遠程抄表等需要長時間待機并偶爾進行數據傳輸的應用。
在PSM中,UE不接收任何網絡尋呼。在網絡端,此時UE無法訪問,數據、文本消息和調用無法訪問。
在PSM模式下,終端處于睡眠模式,該模式幾乎處于關閉狀態,可以節省電力。
在PSM設備中,終端不再監視尋呼,但終端仍在網絡上注冊,因此發送數據時不需要重新連接或建立PDN連接。
連接狀態:進行數據收發
空閑狀態:啟動T3324,釋放RRC,空閑狀態,監視尋呼
PSM:T3324超時,啟動T3412,不監聽尋呼
實際上,因為物聯網設備和手機的通信要求不同,所以可以設計成PSM模式。許多物聯網應用發送上行鏈路分組,而UE確定是否發送分組。雖然不需要隨時等待來自網絡的呼叫,但是手機必須等待來自網絡的呼叫請求。
如果基于2G、3G、4G設計物理網絡的通信方法,則意味著物理網絡的設備行為也與移動電話相同,浪費大量的電力消耗來監視物理網絡。請求網絡可以隨時啟動,隨之而來的問題就是,無法實現低功耗。
NB-IoT設備可以通過兩種方式從PSM狀態喚醒:一是設備主動發送上行數據;二是TAU定時器超時。TAU定時器用于確定NB-IoT設備需要多久上報一次狀態,類似于心跳機制。
PSM模式的優點在于它允許設備進行長時間的睡眠,從而顯著降低功耗。然而,缺點也很明顯,即設備在PSM狀態下無法立即接收核心網的下行數據,因此實時性較差。因此,PSM模式主要適用于對下行數據實時性要求不高的應用,如遠程抄表等。
審核編輯:黃飛
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