Buen dia a todos!
En la parte anterior, discutimos la información general y las características de la tecnología NB-IoT, pero aquí propongo considerar en detalle los modos de ahorro de energía de PSM y eDRX, así como los comandos mediante los cuales se pueden controlar estos modos.
Modos de ahorro de energía en NB-IoT
Para los dispositivos alimentados por batería, es importante consumir la menor cantidad de energía posible. Para esto, el NB-IoT proporciona dos modos de ahorro de energía: modo de ahorro de energía, PSM y modo inactivo extendido DRX, eDRX. Consideremos con más detalle.
Modo de ahorro de energía PSM
De acuerdo con la especificación 3GPP TS 23.682, el modo de ahorro de energía (PSM) es un modo similar al apagado, en el que el dispositivo, sin embargo, permanece registrado en la red. Curiosamente, el modo PSM apareció en las especificaciones 3GPP antes que NB-IoT, en la versión 12 de 3GPP.
El dispositivo NB-IoT inicia el modo PSM, incluidos los valores de dos temporizadores en las solicitudes de SOLICITUD DE ADJUNTO / SOLICITUD DE TAU enviadas en los procedimientos Adjuntar y TAU (TAU, Actualización del área de seguimiento es un procedimiento periódico que se utiliza en LTE para notificar a la red sobre la disponibilidad y ubicación de un dispositivo móvil )
El primer temporizador, T3324 Active Timer , determina el tiempo durante el cual el dispositivo permanece accesible desde la red después del procedimiento de conexión, TAU o transferencia de datos.
El segundo temporizador - T3412 Temporizador TAU periódico extendido - determina el período del procedimiento TAU.
El modo PSM y los temporizadores T3324, T3412 se muestran en la fig. 1:
Si la red permite el uso del modo PSM, los valores de estos temporizadores se incluyen en los mensajes de respuesta ATTACH ACCEPT / TAU ACCEPT. Al determinar los valores del temporizador, la red puede tener en cuenta no solo los valores solicitados por el dispositivo, sino también la configuración local. En otras palabras, no se requiere que la red confirme exactamente los valores de temporizador solicitados por el dispositivo. Pero el dispositivo debe aplicar los valores recibidos de la red.
El período de tiempo que el dispositivo está en modo PSM se define como la diferencia entre el temporizador TAU periódico extendido y el temporizador activo (T3412-T3324). Dado que el valor del temporizador activo T3324 puede ser igual a cero, el tiempo teórico máximo en modo PSM es igual al tiempo máximo T3412 Temporizador TAU periódico extendido y es de 413 días y 8 horas (!!!) . El valor máximo del temporizador activo T3324 es de 3 horas y 6 minutos (186 minutos).
Cuando el dispositivo está en modo PSM, no es accesible desde el lado de la red (para los llamados servicios de terminación móvil).
GSMA recomienda que los operadores móviles guarden y transmitan al dispositivo (después de la última salida de PSM) al menos el último paquete de datos de 100 bits.
El dispositivo puede salir del modo PSM en cualquier momento (por ejemplo, si el dispositivo necesita transferir urgentemente algunos datos, como en la imagen de arriba).
Modo de ahorro de energía eDRX (modo inactivo extendido DRX)
eDRX (DRX en modo inactivo extendido) puede considerarse un modo adicional de ahorro de energía del dispositivo, apareció en las especificaciones de la versión 13 de 3GPP. DRX significa recepción discontinua. El método de recepción intermitente se conoce en las comunicaciones celulares desde hace mucho tiempo y consiste en el hecho de que para ahorrar energía, la ruta de recepción del dispositivo se enciende periódicamente a ciertos intervalos, y la mayor parte del tiempo se apaga. La red "sabe" sobre esto y envía señales de búsqueda solo en los momentos "correctos". El modo de recepción intermitente avanzada (eDRX) le permite aumentar significativamente el período de tiempo cuando la ruta de recepción del dispositivo está apagada. Según la especificación 3GPP TS 23.682, el período de recepción intermitente de eDRX en modo NB-IoT es de 20.48 a 10485.76 segundos (10485 segundos es casi 3 horas).
En la Fig. 2 se muestra una comparación del DRX "antiguo" y el eDRX "nuevo". 2:
El NB-IoT activa el modo eDRX transmitiendo el valor del período eDRX en las solicitudes de SOLICITUD DE ADJUNTO / SOLICITUD DE TAU enviadas en los procedimientos de Adjuntar y TAU. Si la red permite el uso del modo eDRX, entonces el valor del período eDRX se incluye en los mensajes de respuesta ATTACH ACCEPT / TAU ACCEPT. No se requiere que la red confirme el valor del período de eDRX solicitado por el dispositivo, pero el dispositivo debe aplicar el valor transmitido por la red.
Al igual que con PSM, cuando se usa el modo eDRX, GSMA recomienda que los operadores guarden y transmitan al dispositivo al menos el último paquete de datos de 100 bits. Sin embargo, como se desprende de una encuesta realizada por la asociación GSM, los operadores tienen la intención de guardar muchos más datos posteriores (de la aplicación al dispositivo).
El modo EDRX se puede usar simultáneamente con el modo PSM.
Los modos PSM y eDRX se encuentran entre los requisitos mínimos de NBMA recomendados por GSMA.
Comandos de administración de dispositivos NB-IoT (comandos AT)
Los comandos AT estándar se describen en la especificación 3GPP TS 27.007. Hay muchos comandos, aquí consideraremos solo aquellos con los que puede controlar los modos de ahorro de energía del dispositivo NB-IoT. Además, diferentes fabricantes pueden interpretar los estándares o inventar nuevos equipos a su manera. Por lo tanto, para mayor claridad, echemos un vistazo a los comandos del módulo NB-IoT N21 .
Comando de control de modo PSM
Para configurar los parámetros del modo PSM, use el comando AT + CPSMS:
AT+CPSMS=[mode],[Requested_Periodic-RAU],[Requested_GPRS-READY-timer],[Requested_Periodic-TAU],[Requested_Active-Time]
Parámetros de comando AT + CPSMS:
- modo (0 - PSM apagado, 1 - PSM encendido)
- Requested_Periodic-RAU, T3312 (aplicable a 2G / 3G, no utilizado en NB-IoT)
- Requested_GPRS-READY-timer, T3314 (aplicable a 2G / 3G, no utilizado en NB-IoT)
- Requested_Periodic-TAU, T3412 (aplicable a LTE, utilizado en NB-IoT )
- Requested_Active-Time, T3324 (aplicable a 2G / 3G / LTE, utilizado en NB-IoT )
Por lo tanto, se utilizan tres parámetros para configurar los parámetros de PSM en modo NB-IoT: modo , Requested_Periodic-TAU y Requested_Active-Time .
La duración solicitada del dispositivo en modo PSM es la diferencia entre Requested_Periodic-TAU y Requested_Active-Time.
Codificación del valor de Requested_Active-Time (T3324)
Requested_Active-Time se codifica como una secuencia de 8 bits, donde los bits altos 8, 7, 6 son el multiplicador, los bits 5, 4, 3, 2, 1 son el valor.
Ejemplo de codificación del valor Requested_Active-Time (T3324):
00000101 - Tiempo_activo solicitado
000 - multiplicador, 2 segundos,
00101 - valor, 5,
5 x 2 segundos = 10 segundos: el valor solicitado Requested_Active-Time.
El valor máximo de Requested_Active-Time (T3324) es de 3 horas y 6 minutos (186 minutos).
Codificación del valor de Requested_Periodic-TAU (T3412)
Requested_Periodic-TAU se codifica como una secuencia de 8 bits, donde los bits altos 8, 7, 6 son el multiplicador, los bits bajos 5, 4, 3, 2, 1 son el valor.
Un ejemplo de codificación del valor de Requested_Periodic-TAU (T3412):
00100001 - Solicitado_Periodic-TAU
001 - multiplicador, 1 hora,
00010 - el valor, 2,
2 x 1 hora = 2 horas: el valor solicitado Requested_Periodic-TAU
El valor máximo para el temporizador Requested_Periodic-TAU T3412 es 9920 horas, o 413 días y 8 horas.
Ejemplos de comandos AT + CPSMS
AT+CPSMS=0 // PSM
AT+CPSMS=1,,,"00100001","00100011" // PSM , Requested_Periodic-TAU: 2 , Requested_Active-Time: 3 , PSM: 1 57
Comando de control de modo EDRX
Para configurar los parámetros del modo eDRX, use el comando AT + CEDRXS:
AT+CEDRXS=[mode],[AcT-type],[Requested_eDRX_value]
Parámetros del comando AT + CEDRXS:
1. modo - modo:
- 0 - modo eDRX desactivado
- 1 - modo eDRX habilitado
- 2: el modo eDRX está habilitado, se permiten mensajes no solicitados (URC)
2. Tipo AcT - tecnología de acceso por radio:
- 1 - EC-GSM-IoT
- 2 - GSM
- 3 - 3G
- 4 - LTE, LTE-M
- 5 - NB-IoT
3. Requested_eDRX_value: la duración del período eDRX. El valor se codifica como una secuencia binaria de 4 bits. De acuerdo con la especificación 3GPP TS 23.682, el eDRX en modo NB-IoT está en el rango de 20.48 a 10485.76 segundos. Los valores solicitados_eDRX_value en modo NB-IoT se muestran en la Tabla 3.
Ejemplos de comandos AT + CEDRXS
AT+CEDRXS=0 // eDRX
AT+CEDRXS=1,5,"0010" // eDRX , - NB-IoT, eDRX - 20,48
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