当前NBIoT设备的省电技术之PSM/DRX/eDRX

本文详细介绍了NB-IoT设备中三种主要的省电技术:DRX、eDRX和PSM。DRX使设备在空闲态按周期监听寻呼信道;eDRX在DRX基础上增加了寻呼时间窗口,进一步降低功耗;PSM则允许设备在不需要通信时完全断开网络,极大延长电池寿命。

原文链接:https://developer.huawei.com/ict/forum/thread-18359.html

 

NBIOT设备一般都有省电要求,当前省电技术技术主要有:
一、 DRX
drx.png
• DRX周期在eNB配置,通过系统消息广播给UE。
• UE在空闲态时,每DRX周期监听一次寻呼信道,检查是否有下行业务到达。
• EPC在UE处于空闲态时接收到下行数据包,会缓存数据包,寻呼UE,触发UE建立空口连接,然后再转发下行数据包。
• NB-IoT的DRX周期取值范围为:1.28s,2.56s,5.12s 或者10.24s。
• IoT平台可以认为UE随时可达
• 适用有供电的设备比如路灯

二、 eDRX
edrx.png
• 为了节省终端功耗,同时满足一定下行业务时延的要求,3GPP引入了扩展DRX的概念(extended DRX,eDRX)。
• 在每个eDRX周期内,有一个寻呼时间窗口(Paging Time Window,PTW),UE只在PTW内按DRX周期监听寻呼信道,以便接收下行业务,PTW外的时间处于睡眠态,不监听寻呼信道,不能接收下行业务。
• eDRX周期长度、PTW窗口长度可配置,UE和MME之间进行协商,以MME下发给UE的值为准,MME可以根据 APN 或者 IMSI段 进行配置。
• EPC在PTW窗口外接收到下行数据包,会缓存数据包(对每个UE只能缓存一条),进入PTW时间窗口内时,MME寻呼UE,触发UE建立空口连接,然后再转发数据包给UE。
• IOT平台可以随时下发命令给UE,但是如果UE不在线,EPC只能缓存一条消息。下发消息后,最长需要等待1个Edrx周期才能到达UE。

三、 PSM
psm.png
• 对于下行业务时延无要求的场景(如智能水表,下行业务主要为参数位置、固件升级等,可以等待UE发送上行数据进入连接态后再发起),可以使用PSM进一步节省终端功耗。
• UE一旦接入PSM模式,将关闭接收机,不再接收空口的系统消息、寻呼消息,网络侧无法主动联系UE,只有等待UE需要发送上行数据(MO data)或者需要执行周期性位置更新(Periodic TAU)时,才会主动唤醒执行上行业务流程。
• 接收上行数据包后的5s内(根据基站非活动定时器来配置)认为是连接态,可以立即下发

<think>好的,用户想了解如何为Cat-M1设备配置低功耗模式,特别是PSMeDRX的设置方法。首先,我需要回忆一下之前学过的相关知识,确保信息的准确性。根据之前的引用内容,PSMeDRX都是LTE-M的省电技术,可以延长设备的电池寿命。比如引用3提到PSM设备在休眠时只在间隔唤醒同步数据,而eDRX则延长了通信检查间隔,进一步降低功耗。引用4还提到eDRX的寻呼周期设置需要根据时延要求调整,最短20秒。 接下来,我需要整理配置步骤。通常,配置这些模式需要用到AT指令,这是物联网模块常见的配置方式。比如,设置PSM可能需要AT+CPSMS命令,而eDRX可能用AT+CEDRXS。需要具体说明每个参数的意义,比如激活PSM模式、设置T3324和T3412定时器。同样,eDRX的配置需要指定模式、激活类型和周期参数。 还要注意不同模块可能有不同的指令格式,比如瑞萨的RYZ014A模块可能使用特定的指令,但用户的问题比较通用,所以应该给出通用的方法,同时提到参考具体模块手册。另外,需要提到网络支持的情况,因为运营商可能对PSMeDRX的支持程度不同,设备需要注册到支持这些功能的网络。 然后,用户可能想知道实际应用中的配置示例,比如如何组合使用PSMeDRX,以及注意事项,比如时延和网络兼容性。这里需要强调根据应用场景调整参数,比如实时性要求高的场景不适合PSM,可以用eDRX并设置较短的周期。 最后,生成相关问题,帮助用户深入理解,比如优化配置、与其他技术的对比、调试方法等。要确保回答结构清晰,步骤明确,同时引用相关的资料来支持说明,比如引用3和4提到的PSMeDRX的工作原理和应用场景。</think>### Cat-M1设备低功耗模式配置指南 为Cat-M1设备配置低功耗模式(PSMeDRX)需通过AT指令实现,以下是具体方法及参数设置逻辑: #### 一、PSM(节电模式)配置 1. **激活PSM功能** ``` AT+CPSMS=1,,,"01000001","00100001" ``` - `01000001`对应T3324定时器(活动时间):$T_{active}=1 \times 2^{4} = 16$秒 - `00100001`对应T3412定时器(休眠周期):$T_{sleep}=2 \times 54$分钟=648分钟[^3] 2. **参数解析** - T3324控制设备进入休眠前的等待时间 - T3412定义设备唤醒周期 - 休眠期间设备保持网络注册但关闭射频模块 #### 二、eDRX(扩展不连续接收)配置 1. **设置eDRX参数** ``` AT+CEDRXS=1,5,"1001" ``` - 第一个参数`1`表示激活eDRX - `5`代表LTE-M网络类型 - `1001`对应$T=10.24s$的寻呼周期[^4] 2. **周期对照表** | 二进制值 | eDRX周期 | |---------|---------| | 0000 | 5.12s | | 1001 | 10.24s | | 1010 | 20.48s | #### 三、组合配置示例 ```python # 典型低功耗配置流程 def set_low_power(): send_at_command('AT+CPSMS=1,,,"00100001","10000001"') # PSM: Tactive=4s, Tsleep=24h send_at_command('AT+CEDRXS=1,5,"1010"') # eDRX周期20.48s save_configuration() ``` #### 四、注意事项 1. **网络兼容性**:需确认运营商支持PSM/eDRX功能(中国移动/电信已商用支持[^1]) 2. **时延平衡**:eDRX周期设置需满足业务最大允许时延,如远程抄表可设$T \geq 1$小时,而物流追踪建议$T \leq 5$分钟 3. **能耗计算**:典型配置下电池寿命估算公式: $$ T_{battery} = \frac{C}{I_{sleep} \cdot T_{sleep} + I_{active} \cdot T_{active}}} $$ 其中$C$为电池容量,$I$为各状态电流 #### 五、调试技巧 1. 使用`AT+CPSMS?`和`AT+CEDRXS?`查询当前配置 2. 通过`AT+CEDRXRDP`读取网络下发的eDRX参数 3. 监测电流波形确认模式切换: ```mermaid graph LR A[Connected] -->|T3324| B[PSM休眠] B -->|T3412| C[唤醒同步] C -->|数据交互| A ``` [^1]: LTE-M优化指南指出需根据业务场景选择定时器参数 [^3]: PSM可使设备待机达10年,但需权衡数据实时性 : eDRX周期设置应匹配业务时延要求
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