NB-IoT ، ضيق النطاق إنترنت الأشياء. أوضاع توفير الطاقة وأوامر التحكم

يوم جيد للجميع!

في الجزء السابق ، نوقشت المعلومات والميزات العامة لتقنية NB-IoT ، لكن هنا أقترح أن أضع في الإعتبار بالتفصيل أوضاع توفير الطاقة PSM و eDRX ، وكذلك الأوامر التي يمكن من خلالها التحكم في هذه الأنماط.

أوضاع توفير الطاقة في NB-IoT

بالنسبة للأجهزة التي تعمل بالبطاريات ، من المهم استهلاك أقل قدر ممكن من الطاقة. لهذا الغرض ، يوفر NB-IoT وضعين لتوفير الطاقة: وضع توفير الطاقة ، PSM ووضع التباطؤ المستمر DRX ، eDRX. لننظر فيها بمزيد من التفصيل.

PSM وضع توفير الطاقة

وفقًا لمواصفات 3GPP TS 23.682 ، فإن وضع توفير الطاقة (PSM) هو وضع مشابه لوضع إيقاف التشغيل ، حيث يظل الجهاز مسجلاً على الشبكة. من الغريب أن وضع PSM ظهر في مواصفات 3GPP أقدم من NB-IoT - في 3GPP الإصدار 12.

يبدأ جهاز NB-IoT في وضع PSM ، بما في ذلك قيم الموقتين في طلبات ATTACH REQUEST / TAU REQUEST المرسلة في إجراءات Attach و TAU (TAU ، تتبع منطقة التتبع هو إجراء دوري يتم استخدامه في LTE لإبلاغ الشبكة حول توفر الجهاز المحمول وموقعه )

يحدد المؤقت الأول - T3324 Active Timer - الوقت الذي يظل الجهاز فيه قابلاً للوصول من الشبكة بعد إجراء الإرفاق أو TAU أو نقل البيانات.

الموقت الثاني - T3412 الموسعة TAU الدورية الموقت - يحدد فترة إجراء TAU.

تظهر طريقة PSM وأجهزة ضبط الوقت T3324 ، T3412 في الشكل. 1:

إذا سمحت الشبكة باستخدام وضع PSM ، يتم تضمين قيم هذه المؤقتات في رسائل استجابة ATTACH ACCEPT / TAU ACCEPT. عند تحديد قيم أجهزة ضبط الوقت ، يمكن أن تأخذ الشبكة في الاعتبار ليس فقط القيم المطلوبة من قبل الجهاز ، ولكن أيضًا التكوين المحلي. بمعنى آخر ، لا يُطلب من الشبكة تأكيد قيم المؤقت المطلوبة من قبل الجهاز. لكن يجب أن يطبق الجهاز القيم المستلمة من الشبكة.

يتم تعريف طول الفترة الزمنية التي يكون فيها الجهاز في وضع PSM على أنه الفرق بين Timer TAU Timer الدوري و Timer Active (T3412-T3324). نظرًا لأن قيمة T3324 Active Timer يمكن أن تساوي الصفر ، فإن الحد الأقصى للوقت النظري الذي تقضيه في وضع PSM يساوي الحد الأقصى للوقت T3412 الموقت TAU الدوري الموقت وهو 413 يومًا و 8 ساعات (!!!) . الحد الأقصى لقيمة T3324 Active Timer هو 3 ساعات و 6 دقائق (186 دقيقة).

عندما يكون الجهاز في وضع PSM ، لا يمكن الوصول إليه من جانب الشبكة (لما يسمى بخدمات إنهاء الهاتف المحمول).

توصي GSMA مشغلي شبكات الهاتف النقال بحفظ البيانات وإرسالها إلى الجهاز (بعد آخر خروج من PSM) على الأقل حزمة بيانات 100 بت.

يمكن للجهاز الخروج من وضع PSM في أي وقت (على سبيل المثال ، إذا كان الجهاز بحاجة ماسة إلى نقل بعض البيانات ، كما في الصورة أعلاه).

وضع توفير الطاقة eDRX (وضع الخمول الموسع DRX)

يمكن اعتبار eDRX (وضع الخمول الموسّع DRX) وضعًا إضافيًا لتوفير الطاقة للجهاز ، فقد ظهر في مواصفات الإصدار 3GPP 13. يشير DRX إلى استقبال متواصل (الاستلام غير المتواصل ). كانت طريقة الاستقبال المتقطع معروفة في الاتصالات الخلوية لفترة طويلة ، وتتألف من أنه لتوفير الطاقة يتم تشغيل مسار استلام الجهاز بشكل دوري على فترات زمنية معينة ، ويتم إيقاف تشغيل معظم الوقت. الشبكة "تعرف" عن هذا وترسل إشارات الترحيل فقط في الأوقات "الصحيحة". يسمح لك وضع الاستقبال المتقطع المتقطع (eDRX) بزيادة الفترة الزمنية بشكل ملحوظ عند إيقاف تشغيل مسار الاستقبال الخاص بالجهاز. وفقًا لمواصفات 3GPP TS 23.682 ، تتراوح فترة استقبال eDRX المتقطع في وضع NB-IoT من 20.48 إلى 10485.76 ثانية (10485 ثانية تقريبًا 3 ساعات).

تظهر مقارنة بين DRX "القديم" و eDRX "الجديد" في الشكل. 2:

يقوم NB-IoT بتنشيط وضع eDRX عن طريق إرسال قيمة فترة eDRX في طلبات ATTACH REQUEST / TAU REQUEST المرسلة في إجراءات Attach و TAU. إذا كانت الشبكة تسمح باستخدام وضع eDRX ، فسيتم تضمين قيمة فترة eDRX في رسائل استجابة ATTACH ACCEPT / TAU ACCEPT. الشبكة غير مطلوبة لتأكيد قيمة فترة eDRX المطلوبة من قبل الجهاز ، ولكن الجهاز مطلوب لتطبيق القيمة المرسلة من قبل الشبكة.

كما هو الحال مع PSM ، عند استخدام وضع eDRX ، توصي GSMA بأن يقوم المشغلون بحفظ ونقل آخر 100 حزمة بيانات على الأقل إلى الجهاز. ومع ذلك ، على النحو التالي من استطلاع أجرته جمعية GSM ، ينوي المشغلون توفير المزيد من البيانات المتلقية للمعلومات (من تطبيق إلى جهاز).

يمكن استخدام وضع EDRX في وقت واحد مع وضع PSM.

تعد أوضاع PSM و eDRX من بين الحد الأدنى لمتطلبات NBMA التي أوصت بها GSMA.

أوامر إدارة الأجهزة NB-IoT (أوامر AT)

يتم وصف أوامر AT القياسية في مواصفات 3GPP TS 27.007. هناك الكثير من الأوامر في المجموع ، هنا سننظر فقط في تلك الأوامر التي يمكنك التحكم في أوضاع توفير الطاقة بها في جهاز NB-IoT. بالإضافة إلى ذلك ، قد يفسر مختلف الصانعين المعيار أو يخترعون فرقًا جديدة بطريقتهم الخاصة. لذلك ، لمزيد من اليقين ، دعونا ننظر إلى أوامر الوحدة NB-IoT N21 .

PSM قيادة السيطرة على الوضع

لتعيين معلمات وضع PSM ، استخدم الأمر AT + CPSMS:

AT+CPSMS=[mode],[Requested_Periodic-RAU],[Requested_GPRS-READY-timer],[Requested_Periodic-TAU],[Requested_Active-Time] 

معلمات أوامر AT + CPSMS:

• وضع (0 - PSM قبالة ، 1 - PSM على)
• Requested_Periodic-RAU ، T3312 (ينطبق على الجيل الثاني / 3G ، غير مستخدم في NB-IoT)
• Requested_GPRS-READY-timer ، T3314 (ينطبق على 2G / 3G ، لا يستخدم في NB-IoT)
• Requested_Periodic-TAU، T3412 (ينطبق على LTE ، المستخدم في NB-IoT )
• Requested_Active-Time ، T3324 (ينطبق على 2G / 3G / LTE ، المستخدمة في NB-IoT )

وبالتالي ، تُستخدم ثلاث معلمات لتكوين معلمات PSM في وضع NB-IoT: الوضع و Requested_Periodic-TAU و Requested_Active-Time .

المدة المطلوبة في وضع PSM هي الفرق بين Requested_Periodic-TAU و Requested_Active-Time.

ترميز قيمة Requested_Active-Time (T3324)

يتم ترميز Requested_Active-Time كتسلسل من 8 بتات ، حيث تكون البتات العالية 8 و 7 و 6 هي المضاعف ، وتكون البتات 5 و 4 و 3 و 2 و 1 هي القيمة.

مثال على ترميز القيمة Requested_Active-Time (T3324):
00000101 - Requested_Active-Time
000 - مضاعف ، 2 ثانية ،
00101 - القيمة ، 5 ،
5 × 2 ثانية = 10 ثانية - القيمة المطلوبة Requested_Active-Time.

الحد الأقصى لقيمة Requested_Active-Time (T3324) هو 3 ساعات و 6 دقائق (186 دقيقة).

ترميز قيمة Requested_Periodic-TAU (T3412)

يتم تشفير Requested_Periodic-TAU كتسلسل من 8 بتات ، حيث تكون البتات العالية 8 و 7 و 6 هي المضاعف ، وتكون البتات المنخفضة 5 و 4 و 3 و 2 و 1 هي القيمة.

مثال على ترميز قيمة Requested_Periodic-TAU (T3412):
00100001 - Requested_Periodic-TAU
001 - مضاعف ، 1 ساعة ،
00010 - القيمة ، 2 ،
2 × 1 ساعة = ساعتان - القيمة المطلوبة Requested_Periodic-TAU

الحد الأقصى لقيمة جهاز ضبط الوقت Requested_Periodic-TAU T3412 هو 9920 ساعة أو 413 يومًا و 8 ساعات.

أمثلة الأوامر AT + CPSMS

 AT+CPSMS=0 //  PSM  

 AT+CPSMS=1,,,"00100001","00100011" //  PSM , Requested_Periodic-TAU: 2 , Requested_Active-Time: 3 ,  PSM: 1   57  

وضع التحكم في وضع EDRX

لتعيين معلمات وضع eDRX ، استخدم الأمر AT + CEDRXS:

 AT+CEDRXS=[mode],[AcT-type],[Requested_eDRX_value] 

معلمات أوامر AT + CEDRXS:

1. الوضع - الوضع:

• 0 - وضع eDRX قبالة
• 1 - تمكين وضع eDRX
• تم تمكين وضع eDRX ، والرسائل غير المرغوب فيها (URC) مسموح بها

2. نوع ACT - تكنولوجيا الوصول اللاسلكي:

• 1 - EC-GSM-IoT
• 2 - جي إس إم
• 3 - 3G
• 4 - LTE ، LTE-M
• 5 - NB-IoT

3. Requested_eDRX_value - مدة فترة eDRX. يتم ترميز القيمة كتسلسل ثنائي من 4 بتات. وفقًا لمواصفات 3GPP TS 23.682 ، يتراوح نطاق eDRX في وضع NB-IoT بين 20.48 و 10485.76 ثانية. يتم عرض قيم Requested_eDRX_value في وضع NB-IoT في الجدول 3.

أمثلة الأوامر AT + CEDRXS

 AT+CEDRXS=0 //  eDRX  

 AT+CEDRXS=1,5,"0010" //  eDRX ,   - NB-IoT,   eDRX - 20,48  

ملاحظة: المادة لا تدعي أنها حقيقة مطلقة وقد تحتوي على معلومات غير دقيقة. إذا لاحظت عدم دقة ، فأرغب في مشاركة المعلومات الداخلية أو التعبير عن رأيك فقط - مرحبًا بك في التعليق!