Redcap上eDRX省电方案

扩展不连续接收eDRX(Extended idle-mode DRX cycle)是3GPP R13引入的,不仅用于NB-IOT、legacy LTE,同样应用在Redcap上,只是使用时的参数取值大小范围不同,计算公式都是一样的。

先介绍下DRX、eDRx、PSM三种模式:

  • DRX(Discontinuous Reception:不连续接收)

终端在PTW(Paging Time Window, 寻呼时间窗口)内,周期性监听网络寻呼消息;

PTW包含多个DRX,终端按照DRX周期监听寻呼信道,在一个PTW周期内,只有在DRX窗口内的消息,才能立即触发寻呼流程。

  • eDRX(Extended DRX,扩展不连续接收)

终端阶段性的休眠(休眠时长可自行设置),唤醒状态下才监听网络的寻呼消息,相比DRX模式省电。

eDRX包含一个寻呼时间窗口(PTW),终端在PTW内按照DRX监听信道,PTW外不监听寻呼信道(终端可处于休眠状态)。

  • PSM(Power Saving Mode:省电模式)

将eDRX的休眠时间设置更长,功耗更低。

三种模式对比如下图所示

RedCap相对于NB-IOT功耗更高,为了降低功耗,支持eDRX省电功能,减小终端功耗,获得更好的续航能力。

RRC在空闲态或非激活态,增大eDRX周期至10.24s以上有明显的节能增益,可显著节省终端功耗。

流程如下:

  • UE接入基站时,广播支持eDRX功能

  • UE上报eDRX能力至AMF,AMF下发eDRX周期给UE。可通过如下两种方式:

(1)用户在UDM签约eDRX,AMF从UDM获得eDRX周期,UDM下发的节电参数优先级最高。

(2)用户未在UDM签约eDRX或AMF关闭UDM参数优先,AMF基于DNN、号段或全局配置eDRX周期。

  • 网络发送数据到UE,AMF收到SMF/UPF的下行数据通知消息,且终端处于非PTW时,应返回Request Accepted,指示UPF在UE处于省电模式时间段内不再尝试下行数据投递,并同时指示UPF缓存下行数据分组数量。

  • 当UE在非省电周期内,AMF和基站可进行下行数据传递。

具体流程如下图所示

上述功能需要AMF、UDM、SMF和UPF这4类核心网网元升级改造才能支持。

物联网设备省电方案应用场景

DRX模式能够随时随地找到设备。

eDRX模式需要花几分钟至一两个小时才能找到设备。

PSM模式可能需要一两天才能找到设备。

例如共享单车锁、智能锁,远程开锁,用DRX模式比较合适。如果设备处于eDRX模式,在非PTW周期内,无法接收远程寻呼消息。

例如货物物流监控,隔一两个小时看一下位置,不需要时刻盯着,用eDRX模式就比较合适;

例如远程水表、电表、煤气表,几乎不需要被控制,只要隔几个星期甚至一个月给服务器传输一次数据就行,用PSM模式最省电。

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