隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用的越來(lái)越廣泛,萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代也愈發(fā)臨近。NB-IoT（Narrow Band Internet of Things,窄帶物聯(lián)網(wǎng)）技術(shù)作為專為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)的無(wú)線通信技術(shù)也在迅速普及,但物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)NB-IoT通信模塊在成本和功耗方面有著更高的要求。在NB-IoT系統(tǒng)中,DRX（Discontinuous Reception,,非連續(xù)接收）算法是數(shù)據(jù)接收中提升能量利用效率的關(guān)鍵技術(shù)之一的�？紤]到NB-IoT應(yīng)用場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)特點(diǎn)已經(jīng)與LTE（Long Term Evolution,長(zhǎng)期演進(jìn)）系統(tǒng)中的大不相同,需要針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景對(duì)DRX算法進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。針對(duì)以上問(wèn)題,本文以NB-IoT協(xié)議中的DRX算法為研究基礎(chǔ),通過(guò)選取設(shè)備的數(shù)據(jù)接收量為參考指標(biāo),設(shè)計(jì)了P-DDRX算法（Predictable-Dynamic Discontinuous Reception基于預(yù)測(cè)的動(dòng)態(tài)配置非連續(xù)接收算法）。首先通過(guò)分析物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)據(jù)接收量存在的規(guī)律,然后對(duì)DRX算法以馬爾科夫鏈模型進(jìn)行建模,計(jì)算出DRX算法的各項(xiàng)參數(shù)與功耗和時(shí)延的關(guān)系,并對(duì)... 

【文章來(lái)源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

負(fù)指數(shù)函數(shù)P隨t變化曲線

第三章DRX算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)33時(shí)間概率，對(duì)DRX周期中的onDurationTimer和DRXCycleTimer進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。P-DDRX算法通過(guò)以上兩個(gè)方面，盡可能的延長(zhǎng)UE處于DRX休眠態(tài)的時(shí)間，從而達(dá)到提升設(shè)備能量利用效率的目的，并且這種調(diào)整是通過(guò)尋找物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)規(guī)律的方式進(jìn)行修改，又能夠盡可能避免對(duì)設(shè)備時(shí)延的影響。3.6P-DDRX算法仿真驗(yàn)證通過(guò)對(duì)3.2節(jié)中模型分析，可以了解到DRX算法中功耗主要是受數(shù)據(jù)接收時(shí)長(zhǎng)和等待數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)影響，本節(jié)將使用MATLAB仿真平臺(tái)對(duì)P-DDRX算法進(jìn)行仿真，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)接收時(shí)長(zhǎng)和等待數(shù)據(jù)時(shí)長(zhǎng)的總和也就是UE處于激活期的總時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，通過(guò)反映P-DDRX算法與標(biāo)準(zhǔn)DRX算法對(duì)激活時(shí)長(zhǎng)的影響，即可反映出P-DDRX算法對(duì)功耗的影響。所以選取幾組常用DRX參數(shù)組合，并選取不同數(shù)據(jù)類型的組合進(jìn)行測(cè)試。參考實(shí)際參數(shù)配置經(jīng)驗(yàn)，將InactivityTimer設(shè)置為10TTi，onDurationTimer設(shè)置為2TTi，再模擬終端只接收一種消息，變換接收消息時(shí)間長(zhǎng)度，對(duì)傳統(tǒng)DRX和P-DRX的激活時(shí)間進(jìn)行仿真測(cè)試，得到的結(jié)果如圖3.12所示圖3.12單一消息激活時(shí)長(zhǎng)測(cè)試結(jié)果根據(jù)上圖可以看出，在UE只接收一種消息時(shí)，由于每次數(shù)據(jù)類型是統(tǒng)一的，離散度為零，所以P-DDRX算法根據(jù)離散度選擇了PDRX進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)對(duì)結(jié)果分析，根據(jù)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不同，激活時(shí)長(zhǎng)會(huì)有一定變化，但是對(duì)每種消息長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)P-DDRX的激活時(shí)長(zhǎng)對(duì)于傳統(tǒng)DRX來(lái)說(shuō)都有了非常明顯的減少。根據(jù)上圖結(jié)果，再將消息種類增加，對(duì)兩種算法進(jìn)行仿真測(cè)試，得到的結(jié)果如圖3.13所示，其中橫坐標(biāo)表示數(shù)據(jù)的種類和每一種數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量大校

東南大學(xué)工程碩士學(xué)位論文34圖3.13多種數(shù)據(jù)激活時(shí)長(zhǎng)測(cè)試結(jié)果根據(jù)上圖測(cè)試結(jié)果，在引入多種消息類型之后，離散度出現(xiàn)了較大的變化，P-DDRX算法將選擇DDRX進(jìn)行優(yōu)化，根據(jù)結(jié)果分析，優(yōu)化的效果有了一定的減弱，數(shù)據(jù)種類越多，優(yōu)化效果越差，數(shù)據(jù)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，效果越差，但是對(duì)于小數(shù)據(jù)接收量，對(duì)于數(shù)據(jù)類型單一的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來(lái)說(shuō)，P-DDRX算法對(duì)功耗還是有著較高的應(yīng)用價(jià)值的。3.7本章小結(jié)本章介紹了本課題研究的NB-IoT協(xié)議棧中DRX算法的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。首先通過(guò)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景中可能遇到的問(wèn)題為引，根據(jù)對(duì)場(chǎng)景中設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行分析歸納，總結(jié)出物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)據(jù)特點(diǎn)。再通過(guò)使用馬爾科夫鏈對(duì)DRX算法進(jìn)行建模，找到了DRX算法中對(duì)功耗影響的關(guān)鍵因子。DRX算法優(yōu)化設(shè)計(jì)主要思想是對(duì)設(shè)備實(shí)際接收數(shù)據(jù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并對(duì)下一次數(shù)據(jù)接收量進(jìn)行預(yù)測(cè)，再根據(jù)預(yù)測(cè)情況對(duì)DRX參數(shù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)修改，形成了優(yōu)化效果好但適用條件苛刻的PDRX方案和適用條件廣泛的DDRX方案的兩套設(shè)計(jì)方案。最后通過(guò)以預(yù)測(cè)值的離散度為判斷條件，在符合條件時(shí)使用效果更好PDRX方案，在不符合PDRX算法條件時(shí)使用DDRX方案，最終形成了以兩種方案融合的P-DDRX算法的設(shè)計(jì)方案，并通過(guò)仿真驗(yàn)證的算法性能。下一章將介紹融合算法在協(xié)議棧中的具體實(shí)現(xiàn)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]LTE通信系統(tǒng)中下行鏈路調(diào)度算法研究[D]. 王珂.北京郵電大學(xué) 2014

碩士論文
[1]基于LTE/LTE-A系統(tǒng)的DRX算法研究[D]. 韓立鴻.武漢理工大學(xué) 2014
[2]LTE-A系統(tǒng)自適應(yīng)非連續(xù)接收技術(shù)研究[D]. 吳炯.北京郵電大學(xué) 2014
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本文編號(hào)：3255148