Bei der drahtlosen 5G-Kommunikation steht PSM für Power Saving Mode. PSM ist eine Funktion, die darauf ausgelegt ist, die Batterielebensdauer von Internet-of-Things-Geräten (IoT) zu verlängern, indem es ihnen ermöglicht, in Zeiten der Inaktivität in einen Energiesparzustand zu wechseln. PSM ist besonders relevant für IoT-Anwendungen, bei denen Geräte möglicherweise Energie sparen und gleichzeitig die regelmäßige Kommunikation mit dem Netzwerk aufrechterhalten müssen.
Zu den wichtigsten Aspekten von PSM in 5G gehören:
- Ziel von PSM:
- Das Hauptziel von PSM besteht darin, den Stromverbrauch von IoT-Geräten zu optimieren, indem es ihnen ermöglicht, in Zeiten der Inaktivität in einen Ruhemodus zu wechseln. Dies ist entscheidend für die Verlängerung der Batterielebensdauer von Geräten, die zur Kategorie der massiven maschinellen Kommunikation (mMTC) in 5G gehören.
- Energiesparstatus:
- Wenn ein Gerät in den PSM-Zustand wechselt, geht es in einen Energiesparzustand über, in dem die meisten seiner Funktionen vorübergehend ausgesetzt sind. Dazu gehört das Abschalten unnötiger Komponenten und die Reduzierung des Gesamtstromverbrauchs des Geräts.
- Regelmäßiges Aufwachen:
- Geräte im PSM wachen regelmäßig auf, um nach eingehenden Daten oder Signalen vom Netzwerk zu suchen. Dieses Weckintervall ist konfigurierbar, sodass Geräte ein Gleichgewicht zwischen Reaktionsfähigkeit und Energieeinsparung finden können.
- Überlegungen zur Mobilität:
- PSM berücksichtigt die Mobilitätsmuster von IoT-Geräten. Geräte können dem Netzwerk ihren Mobilitätsstatus mitteilen, was eine optimierte Energieverwaltung basierend darauf ermöglicht, ob das Gerät stationär oder in Bewegung ist.
- Netzwerkunterstützung:
- Das Netzwerk unterstützt PSM, indem es die Kommunikation mit Geräten in einem Energiesparzustand verwaltet. Wenn ein Gerät aus PSM aufwacht, kommuniziert es mit dem Netzwerk, um nach ausstehenden Daten oder Befehlen zu suchen.
- Timerwerte:
- Die Zeitdauer, die ein Gerät im PSM verbringt, wird durch Timerwerte bestimmt. Diese Werte werden während der PSM-Einrichtung zwischen dem Gerät und dem Netzwerk ausgehandelt, was eine flexible Definition der Schlaf- und Weckzeiten ermöglicht.
- Verlängerte Akkulaufzeit:
- Indem PSM ermöglicht, dass Geräte einen erheblichen Teil der Zeit in einem Energiesparmodus verbringen, trägt es dazu bei, die Batterielebensdauer von IoT-Geräten erheblich zu verlängern. Dies ist besonders wichtig für Geräte, die an abgelegenen oder unzugänglichen Standorten eingesetzt werden.
- Unterstützung für verschiedene IoT-Anwendungen:
- PSM ist darauf ausgelegt, verschiedene IoT-Anwendungen mit unterschiedlichen Anforderungen zu unterstützen. Beispielsweise müssen Geräte in landwirtschaftlichen Überwachungssystemen oder Umweltsensoranwendungen möglicherweise nur periodisch Daten übertragen, was PSM zu einer geeigneten energiesparenden Lösung macht.
- UE- und Netzwerkkoordination:
- PSM beinhaltet die Koordination zwischen dem Benutzergerät (UE) und dem Netzwerk. Das UE zeigt seine Bereitschaft für PSM an und das Netzwerk verwaltet die Kommunikation mit Geräten in diesem Energiesparmodus.
- Optimiert für mMTC:
- PSM ist insbesondere für mMTC-Szenarien optimiert, in denen viele Geräte nebeneinander existieren und eine periodische Kommunikation für den Datenaustausch ausreicht. Es ermöglicht Netzwerken, die Kommunikationsanforderungen einer großen Anzahl von IoT-Geräten effizient zu verwalten.
- PSM-Konfiguration:
- Die Konfiguration von PSM, einschließlich der Timerwerte und Weckintervalle, wird normalerweise während des Registrierungsprozesses zwischen dem IoT-Gerät und dem Netzwerk ausgehandelt.
- Zusammenarbeit mit anderen Energiesparmechanismen:
- PSM kann in Verbindung mit anderen Energiesparmechanismen, wie etwa Extended Discontinuous Reception (eDRX), zusammenarbeiten, um den Stromverbrauch basierend auf den spezifischen Anforderungen der IoT-Anwendung weiter zu optimieren.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass PSM in 5G eine auf IoT-Geräte zugeschnittene Stromsparfunktion ist, die es ihnen ermöglicht, regelmäßig in einen Energiesparzustand zu wechseln und gleichzeitig auf die Netzwerkkommunikation zu reagieren. Dies ermöglicht erhebliche Energieeinsparungen und verlängert die Betriebslebensdauer von IoT-Geräten in massiven maschinenartigen Kommunikationsszenarien.