28、蜂窝物联网网络中的节能寻呼

蜂窝物联网网络中的节能寻呼

1. 引言

物联网（IoT）范式所设想的未来场景是，各种异构智能设备通过协作互动来实现共同目标。基于物联网的大规模机器类型通信（mMTC）市场类别主要涵盖智能可穿戴设备和传感器网络的工业垂直特性。在安全、跟踪、支付服务、医疗保健、自动控制或远程控制、计量以及消费电子等不同服务领域中，设备的数量呈指数级增长。

大多数类似传感器的物联网设备在部署时无法接入主电源，完全依靠电池供电，在假设使用5瓦时电池的情况下，在最极端的覆盖情况下，这些设备必须能够自主运行至少10年。

无线移动网络从早期版本开始就采用不连续接收（DRX）技术来节省终端设备的电量。DRX允许处于空闲状态的设备在预定义的DRX周期内关闭其无线电接口，而不是持续监听无线电信道。然而，MTC需要更高效的节能机制，以支持低成本且受电池限制的设备长期运行。此外，物联网应用（如智能电表）要求设备的活动周期非常稀疏（每天/每周/每月一次）。

第三代合作伙伴计划（3GPP）对MTC的研究提出了两种重要的解决方案来优化设备的功耗，即节能模式（PSM）和增强型不连续接收（eDRX）。eDRX允许配置比传统DRX长得多的非活动期，而PSM是一种新的操作模式。

从网络的角度来看，MTC流量分为移动终止（MT）和移动发起（MO）两种类型。通常，物联网设备在上行链路（UL）中产生零星的轻负载，并偶尔在下行链路（DL）中接收数据。大多数时候，设备处于非活动状态，因此它们可以关闭甚至完全关闭电路，以防止在没有数据通信时电池耗尽。PSM或深度睡眠模式在GSM和LTE中都有规定，它允许设备关闭大部分电路，以节省电池电量并将能耗降至最低。在节能状态下，设备无法接收MT服务。与空闲状态不同，