目前,面向2020年及未來的第五代移動通信(5G)網(wǎng)絡已成為全球研發(fā)熱點。5G及以后的通信網(wǎng)絡已不再局限于解決人與人之間(Human to Human,H2H)通信問題,而是著眼于實現(xiàn)萬物互聯(lián)。因此,物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things,IoT)業(yè)務將成為未來移動通信網(wǎng)絡發(fā)展的主要驅(qū)動力。機器與機器(Machine-to-machine,M2M)通信,或稱機器類通信(Machine-type communication,MTC)作為物聯(lián)網(wǎng)的主要存在形式有著廣闊的發(fā)展前景。預測表明,未來五年MTC市場將會快速增長。這意味著在未來的移動蜂窩網(wǎng)絡中,大量的機器類通信設備將會被部署。然而現(xiàn)有的蜂窩網(wǎng)絡主要是為H2H通信而設計,海量MTC設備入網(wǎng)必然會造成嚴重的網(wǎng)絡擁塞,從而影響系統(tǒng)的接入性能。所以在蜂窩網(wǎng)絡中,如何緩解網(wǎng)絡擁塞、提升系統(tǒng)對MTC設備的接入能力成為迫切需要解決的問題。此外,由于MTC業(yè)務具有多樣性,需要根據(jù)不同類型的業(yè)務設計有效的擁塞緩解接入策略以滿足其服務需求�；谏鲜鰡栴},本文從MTC網(wǎng)關輔助傳輸?shù)慕嵌瓤紤],對MTC設備進行分組,并提出了一種基于分組的擁塞緩解接入機制。同時從MTC業(yè)務的角度出發(fā),設計了一種基于服務質(zhì)量(Quality of Service,QoS)保障的動態(tài)前導碼分配策略。具體的研究內(nèi)容如下:(1)MTC設備分組。針對具有低移動性和時延容忍性特點的機器類通信設備,本文以時延對業(yè)務類型進行區(qū)分,根據(jù)MTC設備的距離和時延需求定義了MTC設備之間的相似性并構建相似度矩陣,然后將其帶入譜聚類算法對MTC設備進行分組。仿真結(jié)果表明相對于單純根據(jù)MTC設備位置信息分組的方式,本文所提的MTC設備分組方法取得了更好的分組結(jié)果,能夠盡可能使具有相同時延需求的MTC設備分配在同一個群組內(nèi)。(2)MTC網(wǎng)關輔助傳輸。在MTC設備分組的基礎上,設計了MTC網(wǎng)關選取算法,并實現(xiàn)了基于MTC網(wǎng)關傳輸?shù)臄?shù)據(jù)發(fā)送。其中,MTC網(wǎng)關的選取主要從時延需求和能耗兩個方面考慮,而數(shù)據(jù)發(fā)送過程,則采用了兩階段的數(shù)據(jù)發(fā)送方式。此外,本文還對所提接入機制進行理論分析,推導出相應的系統(tǒng)接入性能表達式,并且將仿真結(jié)果與理論分析結(jié)果進行對比,驗證了該接入機制的有效性。(3)隨機接入前導碼分配。由于時延敏感類MTC設備對接入時延有嚴格的要求,本文設計的分組接入機制對其并不適用,因此針對兩種時延類型MTC設備共存的場景,設計了一種基于QoS保障的動態(tài)前導碼分配策略。該策略將可用的前導碼資源劃分成正交的兩個資源池以供對應的MTC設備專用,并根據(jù)網(wǎng)絡負載動態(tài)調(diào)節(jié)兩資源池中前導碼的數(shù)量,以滿足各自的QoS需求。為了進一步控制網(wǎng)絡擁塞,在前導碼劃分及隨機接入過程中結(jié)合了接入類禁止機制分別對兩類MTC設備進行接入控制。仿真結(jié)果表明本文所設計的策略可以有效緩解網(wǎng)絡擁塞并保障時延敏感類MTC設備的低時延需求。
【學位單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5

【參考文獻】

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1 簡鑫;曾孝平;;機器類通信流量建模與接入控制研究進展[J];電信科學;2015年08期

本文編號：2826454