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，各种异构智能设备进行协作互动，以实现共同目标。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等工业垂直领域。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，所使用的设备数量呈指数级增长。

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，并且在最极端的覆盖情况下，假设使用 5 瓦时的电池，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）机制来节省终端设备的电量。DRX 允许空闲设备在预定义的 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、电池受限的设备长期运行。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 的研究提出了两个重要的解决方案，以优化设备的功耗，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。

从网络角度来看，MTC 流量可分为移动终止（MT）或移动发起（MO）。通常，物联网设备在上行链路（UL）中产生零星的轻负载数据，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关闭电路，以防止在无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，以节省电池并将能耗降至最低。在节能状态