Bom dia a todos!
Na parte anterior , foram discutidas informações e recursos gerais da tecnologia NB-IoT, mas aqui proponho considerar em detalhes os modos de economia de energia PSM e eDRX, bem como os comandos pelos quais esses modos podem ser controlados.
Modos de economia de energia no NB-IoT
Para dispositivos alimentados por bateria, é importante consumir o mínimo de energia possível. Para isso, o NB-IoT oferece dois modos de economia de energia: Modo de economia de energia, PSM e modo inativo estendido DRX, eDRX. Vamos considerá-los com mais detalhes.
Modo de economia de energia PSM
De acordo com a especificação 3GPP TS 23.682, o PSM (Modo de economia de energia) é um modo semelhante ao desligamento, no qual o dispositivo, no entanto, permanece registrado na rede. Curiosamente, o modo PSM apareceu nas especificações 3GPP anteriores ao NB-IoT - na versão 12 do 3GPP.
O dispositivo NB-IoT inicia o modo PSM, incluindo os valores de dois temporizadores nas solicitações ATTACH REQUEST / TAU REQUEST enviadas nos procedimentos Attach e TAU (TAU, Tracking Area Update é um procedimento periódico usado no LTE para notificar a rede sobre a disponibilidade e localização de um dispositivo móvel )
O primeiro temporizador - T3324 Active Timer - determina o tempo durante o qual o dispositivo permanece acessível a partir da rede após o procedimento de conexão, TAU ou transferência de dados.
O segundo temporizador - T3412 TAU Timer periódico estendido - determina o período do procedimento TAU.
O modo PSM e os temporizadores T3324, T3412 são mostrados na fig. 1:
Se a rede permitir o uso do modo PSM, os valores desses cronômetros serão incluídos nas mensagens de resposta ATTACH ACCEPT / TAU ACCEPT. Ao determinar os valores dos temporizadores, a rede pode levar em consideração não apenas os valores solicitados pelo dispositivo, mas também a configuração local. Em outras palavras, a rede não é obrigada a confirmar exatamente os valores do timer solicitados pelo dispositivo. Mas o dispositivo deve aplicar os valores recebidos da rede.
O período de tempo em que o dispositivo está no modo PSM é definido como a diferença entre o Timer TAU periódico estendido e o Timer ativo (T3412-T3324). Como o valor do T3324 Active Timer pode ser igual a zero, o tempo teórico máximo gasto no modo PSM é igual ao tempo máximo T3412 Temporizador TAU periódico estendido e é de 413 dias e 8 horas (!!!) . O valor máximo do Temporizador ativo T3324 é de 3 horas e 6 minutos (186 minutos).
Quando o dispositivo está no modo PSM, não é acessível pelo lado da rede (para os chamados serviços de terminação móvel).
A GSMA recomenda que as operadoras móveis salvem e transmitam ao dispositivo (após a última saída do PSM) pelo menos o último pacote de dados de 100 bits.
O dispositivo pode sair do modo PSM a qualquer momento (por exemplo, se o dispositivo precisar transferir urgentemente alguns dados, como na figura acima).
EDRX no modo de economia de energia (DRX no modo inativo estendido)
O eDRX (DRX em modo inativo estendido) pode ser considerado um modo de economia de energia adicional do dispositivo, apareceu nas especificações do 3GPP Release 13. DRX significa recepção descontínua (Discontinuous Receiving). O método de recepção intermitente é conhecido nas comunicações celulares há muito tempo e consiste no fato de que, para economizar energia, o caminho de recebimento do dispositivo é ativado periodicamente em determinados intervalos, e a maior parte do tempo é desligada. A rede "sabe" sobre isso e envia sinais de paginação apenas nos momentos "certos". O modo de recepção intermitente avançada (eDRX) permite aumentar significativamente o período de tempo em que o caminho de recebimento do dispositivo está desativado. De acordo com a especificação 3GPP TS 23.682, o período de recepção intermitente de eDRX no modo NB-IoT é de 20,48 a 10485,76 segundos ( 10485 segundos são quase 3 horas).
Uma comparação do DRX "antigo" e do eDRX "novo" é mostrada na Fig. 2:
O NB-IoT ativa o modo eDRX transmitindo o valor do período eDRX nas solicitações ATTACH REQUEST / TAU REQUEST enviadas nos procedimentos Attach e TAU. Se a rede permitir o uso do modo eDRX, o valor do período eDRX será incluído nas mensagens de resposta ATTACH ACCEPT / TAU ACCEPT. A rede não é necessária para confirmar o valor do período eDRX solicitado pelo dispositivo, mas é necessário que o dispositivo aplique o valor transmitido pela rede.
Assim como no PSM, ao usar o modo eDRX, a GSMA recomenda que os operadores salvem e transmitam ao dispositivo pelo menos o último pacote de dados de 100 bits. No entanto, como segue uma pesquisa realizada pela associação GSM, as operadoras pretendem economizar muito mais dados a jusante (do aplicativo ao dispositivo).
O modo EDRX pode ser usado simultaneamente com o modo PSM.
Os modos PSM e eDRX estão entre os requisitos mínimos de NBMA recomendados pela GSMA.
Comandos de gerenciamento de dispositivos NB-IoT (comandos AT)
Os comandos AT padrão são descritos na especificação 3GPP TS 27.007. Existem muitos comandos no total. Aqui consideraremos apenas aqueles com os quais você pode controlar os modos de economia de energia do dispositivo NB-IoT. Além disso, diferentes fabricantes podem interpretar os padrões ou inventar novas equipes à sua maneira. Portanto, para uma maior definição, vejamos os comandos do módulo NB-IoT N21 .
Comando de controle do modo PSM
Para definir os parâmetros do modo PSM, use o comando AT + CPSMS:
AT+CPSMS=[mode],[Requested_Periodic-RAU],[Requested_GPRS-READY-timer],[Requested_Periodic-TAU],[Requested_Active-Time]
Parâmetros de comando AT + CPSMS:
- modo (0 - PSM desativado, 1 - PSM ativado)
- RAU periódica solicitada, T3312 (aplicável a 2G / 3G, não usado no NB-IoT)
- Solicitado_GPRS-READY-timer, T3314 (aplicável a 2G / 3G, não usado no NB-IoT)
- TAU periódica solicitada, T3412 (aplicável ao LTE, usado no NB-IoT )
- Tempo ativo solicitado, T3324 (aplicável a 2G / 3G / LTE, usado no NB-IoT )
Assim, três parâmetros são usados para configurar os parâmetros PSM no modo NB-IoT: mode , Requested_Periodic-TAU e Requested_Active-Time .
A duração solicitada do dispositivo no modo PSM é a diferença entre Requested_Periodic-TAU e Requested_Active-Time.
Codificando o valor de Requested_Active-Time (T3324)
O Requested_Active-Time é codificado como uma sequência de 8 bits, onde os bits altos 8, 7, 6 são o multiplicador, os bits 5, 4, 3, 2, 1 são o valor.
Exemplo de codificação do valor Requested_Active-Time (T3324):
00000101 - Tempo ativo solicitado
000 - multiplicador, 2 segundos,
00101 - valor, 5,
5 x 2 segundos = 10 segundos - o valor solicitado Requested_Active-Time.
O valor máximo de Tempo solicitado (ativo) (T3324) é de 3 horas e 6 minutos (186 minutos).
Codificando o valor de Requested_Periodic-TAU (T3412)
Requested_Periodic-TAU é codificado como uma sequência de 8 bits, onde os bits altos 8, 7, 6 são o multiplicador, os bits baixos 5, 4, 3, 2, 1 são o valor.
Um exemplo de codificação do valor de Requested_Periodic-TAU (T3412):
00100001 - TAU periódica solicitada
001 - multiplicador, 1 hora,
00010 - o valor 2,
2 x 1 hora = 2 horas - o valor solicitado Requested_Periodic-TAU
O valor máximo para o timer do Requested_Periodic-TAU T3412 é 9920 horas ou 413 dias e 8 horas.
Exemplos de comando 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 controle do modo EDRX
Para definir os parâmetros do modo eDRX, use o comando AT + CEDRXS:
AT+CEDRXS=[mode],[AcT-type],[Requested_eDRX_value]
Parâmetros de comando AT + CEDRXS:
1. mode - mode:
- 0 - modo eDRX desativado
- 1 - modo eDRX ativado
- 2 - o modo eDRX está ativado, são permitidas mensagens não solicitadas (URC)
2. Tipo AcT - tecnologia de acesso via rádio:
- 1 - EC-GSM-IoT
- 2 - GSM
- 3 - 3G
- 4 - LTE, LTE-M
- 5 - NB-IoT
3. Requested_eDRX_value - a duração do período eDRX. O valor é codificado como uma sequência binária de 4 bits. De acordo com a especificação 3GPP TS 23.682, o eDRX no modo NB-IoT está no intervalo de 20,48 a 10485,76 segundos. Os valores requested_eDRX_value no modo NB-IoT são mostrados na Tabela 3.
Exemplos de comando AT + CEDRXS
AT+CEDRXS=0 // eDRX
AT+CEDRXS=1,5,"0010" // eDRX , - NB-IoT, eDRX - 20,48
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