定义
PSM(Power Saving Mode,省电模式)是 NB-IoT 等技术的深度休眠模式。终端在空闲期间进入 PSM,关闭射频收发,仅保留 RTC 唤醒,功耗极低,电池续航可达数年。适用于水表、井盖等低频上报场景。
工作原理
终端在空闲一段时间(由 T3324 定义)后进入 PSM,关闭射频,仅 RTC 运行,无法被网络寻呼。唤醒由终端主动发起(如定时上报),或 T3412(Active Timer)到期后退出 PSM 进入 eDRX 监听寻呼。PSM 时长可配置,最长可达数周。进入 PSM 前终端会通知网络,网络侧缓存下行数据,待终端唤醒后下发。
与 eDRX 配合
eDRX 为扩展非连续接收,终端周期性短暂唤醒监听寻呼;PSM 为深度休眠,无法被寻呼。纯上行场景(如表计每日上报)可仅用 PSM;需下行唤醒的场景需结合 eDRX。PSM+eDRX 组合可平衡续航与下行延迟,NB-IoT 典型配置下电池可支撑 5~10 年。
应用建议
智能表计、环境传感器、井盖监测等低频上报设备适合启用 PSM。需实时下发的场景应缩短 PSM 或禁用。平台侧需容忍 PSM 带来的下行延迟,或采用短信等替代方式。PSM 参数通过 NAS 信令配置,需与运营商网络支持匹配。
休眠定时器与寻呼空窗
射频关闭后网络无法寻呼
省电模式的技术含义是终端主动告诉网络:接下来一段时间不要找我。空闲定时器走完后,射频、基带和大部分时钟关掉,只留一颗能唤醒的低功耗时钟。这段时间里,寻呼信道上的任何呼叫终端都听不见,下行数据只能暂存在网络侧,等终端自己回到连接态再投递。所以它省的是监听电流,代价是下行不可达。平均电流能降到微安级,是因为发射和监听的占空比被压到极低,不是芯片在工作时变得更省电。
两个定时器决定节奏。较短的那个是进入深度睡眠前还愿意听寻呼的尾巴;较长的那个大致决定多久必须回来向网络报到。尾巴太短,网络来不及把刚到的下行发出去;周期太长,缓存可能被丢弃,终端醒来只看到“没有数据”。两者都要网络接受,模组写进去不代表小区已经同意,拒绝后终端会按网络给的值运行,电池预算随之失效。
只适合终端自己醒来上报
它适合读数由终端决定何时上传、晚几个小时收到下行也能接受的表计和慢变量传感器。开门、停机、远程修改阈值这类要马上到达的指令,不能放在深度睡眠的假设上。若业务偶尔需要较快下行,应缩短睡眠或改用仍会周期性听寻呼的机制,并按最坏等待时间设计应用,而不是按醒着的延迟设计。与 LPWAN 私有网络不同,这里的睡眠契约是和运营商核心网签的,换小区、换卡或网络侧参数刷新都可能改写定时器。
使用前要确认模组固件、卡和当前小区三者都支持,并用日志核对协商结果,而不是只看配置文件。上报报文应自带时间戳,因为到达平台的时刻会比采样时刻晚一个睡眠周期。平台若用到达时间做曲线,睡眠长短一变,曲线形状就变。
T3324 与 T3412 配反
最常见的错误是把两个定时器配反或都设成极端值。希望省电的人把醒来周期拉到很长,同时又要求平台随时开关阀门,指令在网络里等到过期。希望控制的人把睡眠关掉,电池按连续监听消耗,现场几个月就欠压。另一个错误是应用层再套一层很密的心跳,睡眠刚建立就被自己的心跳打断,射频几乎不关,配置看起来开了省电,电流波形却是满的。
附着失败后的重试也要限速。信号差的井盖若一失败就立即重附,睡眠带来的收益会被重试电流吃光,还冲击小区。应在失败后拉长退避,并把最后一次协商成功的定时器记进 通信模组 的诊断信息,方便区分“网络没给省电”和“应用没让它睡”。最后不要用实验室满格信号下的电流评估井下,弱信号时发射时间变长,同样的睡眠周期,电池寿命差一截。