【摘要】：機(jī)器對機(jī)器(Machine to Machine,M2M)通信有望在5G網(wǎng)絡(luò)中扮演十分重要的角色。M2M通信網(wǎng)絡(luò)中,機(jī)器類通信設(shè)備(Machine Type Communication Device,MTCD)在沒有人為干預(yù)的情況下,能夠自主通信或者與基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行通信,以實(shí)現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理等。然而,M2M通信場景中,大量MTCDs同時接入網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)過載以及MTCD業(yè)務(wù)需求多樣化等特性均給網(wǎng)絡(luò)的無線資源分配技術(shù)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)。本文針對M2M通信網(wǎng)絡(luò)的無線資源分配算法展開研究,具體包含以下內(nèi)容:首先對M2M通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),關(guān)鍵技術(shù)以及特點(diǎn)進(jìn)行概述,在此基礎(chǔ)上,著重介紹了無線資源管理技術(shù),并對M2M通信網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)選擇、功率分配和聯(lián)合隨機(jī)接入及資源分配算法進(jìn)行了分析總結(jié),強(qiáng)調(diào)了聯(lián)合資源分配算法的重要性。針對由單個基站(Base Station,BS)與多個MTCDs構(gòu)成的M2M通信網(wǎng)絡(luò),提出一種聯(lián)合模式選擇及資源分配算法以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)生存期最大化。首先將網(wǎng)絡(luò)生存期最大化問題轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)中MTCD剩余能量最大化問題,建模聯(lián)合模式選擇及資源分配問題為MTCD剩余能量最大化問題。由于所建模的優(yōu)化問題是非凸問題,無法通過傳統(tǒng)的優(yōu)化理論進(jìn)行求解。本文通過采用數(shù)學(xué)工具將該優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為凸優(yōu)化問題,并使用拉格朗日對偶分解法求解,從而優(yōu)化確定MTCD資源分配策略。針對由多個BSs與多個MTCDs構(gòu)成的M2M通信網(wǎng)絡(luò),研究隨機(jī)接入,小區(qū)選擇及資源分配問題,提出了一種聯(lián)合接入類禁止(Access Class Barring,ACB),小區(qū)選擇及資源分配算法。該算法包含兩個子算法,即基于虛擬簇的聯(lián)合ACB因子及資源塊(Resource Block,RB)分配子算法,及基于效用函數(shù)最大化的聯(lián)合小區(qū)選擇及功率分配子算法。為實(shí)現(xiàn)RB的有效利用并且滿足MTCD的時延需求,首先提出了一種基于虛擬簇的聯(lián)合ACB因子及RB分配子算法。根據(jù)MTCD的時延需求,將MTCD分成不同的虛擬簇并且每個虛擬簇代表一種服務(wù)類型的MTCD,其次,建�；赗B利用率最大化的ACB因子與RB分配問題,并通過求解此優(yōu)化問題得到各虛擬簇最優(yōu)ACB因子與RB分配策略�；谝训玫降腁CB因子與RB分配策略,為MTCD優(yōu)化設(shè)計(jì)小區(qū)選擇及功率分配策略。通過引入效用函數(shù)的概念,定義M2M通信網(wǎng)絡(luò)的效用函數(shù)并建�；谛в煤瘮�(shù)最大化的聯(lián)合小區(qū)選擇及功率分配問題。由于所建模的優(yōu)化問題為一個混合整數(shù)非線性優(yōu)化問題,難以直接求解,本文將該優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為凸優(yōu)化問題,并通過迭代算法與拉格朗日對偶法進(jìn)行求解,從而得到優(yōu)化聯(lián)合小區(qū)選擇及功率分配策略。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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1 張俊;董建萍;;機(jī)器型通信(M2M)的負(fù)荷控制研究[J];上海師范大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年01期

2 沈嘉;劉思揚(yáng);;針對移動M2M業(yè)務(wù)的優(yōu)化技術(shù)研究[J];現(xiàn)代電信科技;2011年10期

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本文編號：2740548