NB-IoT PSM模式:低功耗,快恢复,高效能,物联网设备优选!

2024-03-12

在3GPP R12版本中,NB-IoT引入了一种先进的省电模式——PSM,该功能专为支持此模式的终端设备而设计。一旦空闲态中的UE持续处于静默状态一段时间后,便会切换至PSM状态。在此状态下,设备的关键组件,包括射频部分和接入层的相关功能会暂时休眠或降低其运行效率,以此显著减少辐射、信号处理等过程中的能耗,从而达到超低功耗的目标。

在配置为PSM模式下,终端于网络环境中的标定状态维持不变;因此,在从该省电模式中被唤醒时,无需耗费资源进行PDN链接的重建操作,即可即时传输数据。然而,因射频部分在此阶段已停止运行,导致终端在PSM状态下无法接收包括寻呼及调度在内的任何通信信号,进而使得各类数据和短信信息无法成功送达至设备。

为解决这一挑战性问题,在NB-IoT装置需要于PSM状态期间接收下行流量时,服务网关则采取措施对相关数据进行缓存与延迟处理。直至所述终端从PSM状态下唤醒并重新进入连接模式后,上述被暂存的数据方能得以递送和传输。

PSM模式的核心优势在于其卓越的能效表现,通过实现长时间休眠状态,有效降低了能耗水平。虽然在该模式下,设备对接收到的移动终端业务可能响应稍显迟缓,但对于诸如远距离电表读数采集这类对下行链路实时性要求不甚严格的用例而言,此特性并未构成实质性的障碍。正是基于这一特点,PSM模式在远距离抄表等应用场景中获得了广泛应用与高度评价。

在窄带物联网体系框架下,互联终端于数据包的传递完毕后随即过渡至功率节省模式,终止一切通信活动。一旦存在上报信息的需求,该终端即自主唤醒,完成数据传送任务并随后再度沉入休眠状态。此运行机制旨在确保数据传输效率的同时,最大限度地压缩能耗,特别适用于远程计量系统等长期静置状态下偶尔需要进行数据传输的应用场景。

在PSM状态下,终端设备的用户装备与网络之间断开了直接连接,因此无法接收到任何形式的网络寻呼信息。在此期间,所述UE处于不可访问状态,这意味着从网络侧发起的数据传输、文本消息交换以及各类呼叫功能均无法实现有效的对接与响应。

在PSM状态下,所述设备进入休眠状态,其功能近乎于全关闭以实现最大程度的电量节流。此配置旨在优化能效,确保资源的高效利用与保护。

在配置为PSM模式的设备内,尽管终端并未持续监控寻呼服务,其依然保持在网络体系中的注册状态。这一特性确保了在数据传输需求出现时,无需执行烦琐的重连流程或新建PDN连接操作,从而实现了高效、便捷的数据通信过程。

数据流在当前时刻保持着稳定的传输,信息的交换在这个瞬间显得流畅而有序。

于静默期激活T3324计时器,随后释放无线电资源控制信令,进入无连接模式,期间持续监听寻呼消息。

作为专业的网页架构师,我决定采用升级版的T3412策略,并且不再进行寻呼监听操作。此决策旨在提升系统的效率与响应速度,通过优化流程以实现更流畅的操作体验。

确实,考虑到物联网设备与智能手机在通信需求上的差异性,可以将网络配置为PSM模式。在典型的物联网场景中,系统设计需要允许设备周期性地发送上行链路数据包,同时终端能够自主决定是否执行此操作。这种设置无需频繁响应网络呼叫,相反,它要求手机处于待命状态,准备随时接收网络的唤醒请求,这一策略不仅提高了能效,还优化了资源利用和通信效率。

NB-IoT PSM模式:低功耗,快恢复,高效能,物联网设备优选! (https://ic.work/) 物联网 第1张

若采用以2G、3G或4G为基础构建物理网络通讯策略的方法论,那么相应物理架构所依附的设备将被设计成类同于移动电话的操作模式,这导致在持续监控物理网络时产生了过高的能量消耗现象,进而对系统的能效表现构成了显著挑战。由此产生的问题是,在这种运行机制下,难以实现理想的低功耗状态,从而影响整体能源效率与用户体验。

NB-IoT终端能够通过两种途径被从省电模式中激活:一为设备自发地传输上行信息;二则为基于时间的更新周期超限。此项定时器的设计旨在监测NB-IoT设备的状态更新频率,类比于一种持续性的心跳检测机制。

利用PSM模式的优势在于其能够促使终端设备长时间处于休眠状态,从而大幅度减少能量消耗;然而,这一策略的局限性亦不容忽视——即在PSM状态下,终端无法即时接收核心网络推送的下行数据,这在某种程度上影响了实时响应性能。因此,PSM模式特别适用于对数据实时处理需求相对较低的应用场景,如远程抄表系统等,旨在确保能以最低能量成本实现必要的通信功能。

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