發(fā)布時間：2017-05-31 08:03

  本文關(guān)鍵詞：基于LTE-Advanced的M2M通信覆蓋增強(qiáng)和資源分配研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：M2M (Machine to Machine,機(jī)器對機(jī)器)通信是今后通信行業(yè)發(fā)展熱點(diǎn)之一因當(dāng)前LTE-A蜂窩網(wǎng)絡(luò)具有覆蓋范圍廣、運(yùn)營成本低、支持向后擴(kuò)展和系統(tǒng)容量高的特點(diǎn),LTE-A蜂窩網(wǎng)絡(luò)必將成為未來M2M業(yè)務(wù)最為重要的承載網(wǎng)絡(luò)。但是現(xiàn)有的移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計和優(yōu)化都是依據(jù)傳統(tǒng)人與人(H2H, Human-to-Human)通信特點(diǎn)和業(yè)務(wù)特性進(jìn)行的,并未考慮到M2M與H2H相比,本身獨(dú)有的一些業(yè)務(wù)特性,因此在蜂窩網(wǎng)中部署大量M2M終端會給蜂窩網(wǎng)造成一些嚴(yán)峻問題,比如大量的M2M終端在短時間密集向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起接入會造成網(wǎng)絡(luò)過度負(fù)載,進(jìn)而影響H2H用戶體驗質(zhì)量(QoE, Quality of Experience).為了減小大量部署M2M對傳統(tǒng)H2H業(yè)務(wù)造成的不利影響,就需要針對M2M的業(yè)務(wù)特點(diǎn),對當(dāng)前的蜂窩網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行相應(yīng)優(yōu)化。 本文針對LTE-A蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的M2M通信,做了三個方面的研究,包括M2M通信的特定應(yīng)用場景的覆蓋性增強(qiáng)研究,大量M2M終端的隨機(jī)接入碰撞資源調(diào)度研究和低功耗M2M通信的資源分配研究。主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1.在M2M通信的覆蓋性增強(qiáng)研究中,針對智能電網(wǎng)的M2M通信的QoS(Quality of Service,服務(wù)質(zhì)量)特性,本文提出一種嵌入寬帶中的窄帶低功耗M2M通信設(shè)計方案,并基于LTETTI綁定機(jī)制提出了三種接收設(shè)計方案,以達(dá)到更深的覆蓋范圍,同時降低終端功耗和成本。通過搭建實際的軟件和硬件平臺,對提出的三種方案的性能進(jìn)行了測試,結(jié)果表明了提出的方案相比LTE系統(tǒng)可以獲得17-21dB的覆蓋性能增強(qiáng)。 2.在大量M2M終端的隨機(jī)接入碰撞資源調(diào)度研究中,基于M2M業(yè)務(wù)的流量特性對M2M業(yè)務(wù)進(jìn)行分類,每類業(yè)務(wù)的終端形成一個簇,簇內(nèi)的終端基于位置信息形成不同的接入組,M2M終端以分組的形式發(fā)起隨機(jī)接入,并提出考慮接入時延的接入優(yōu)先級,優(yōu)先時延敏感的接入組發(fā)起接入,通過以組尋呼的方式為組內(nèi)成員分配承載隨機(jī)接入消息3(Msg3)的資源,來降低大量用戶的信令開銷。從仿真結(jié)果可以看出,提出的分組組尋呼隨機(jī)接入機(jī)制能夠提高大量M2M設(shè)備發(fā)起隨機(jī)接入的接入成功率,并針對不同的M2M業(yè)務(wù)的終端降低相應(yīng)的接入時延。 3.在低功耗M2M通信的資源分配研究中,提出把LTE-A中的D2D移動中繼終端技術(shù)和最新的能量收集技術(shù)結(jié)合起來,功率受限的M2M終端可以借助移動中繼終端來向基站上報數(shù)據(jù),移動終端轉(zhuǎn)發(fā)M2M終端信號所消耗的能量可以以能量收集的方式來補(bǔ)償。本文在基于能量收集的中繼轉(zhuǎn)發(fā)研究中,闡述了時間分割系數(shù)和轉(zhuǎn)發(fā)功率分配的最優(yōu)化問題,并提出了最佳中繼終端選擇算法,最后的仿真證明通過對中繼終端時間分割系數(shù)和轉(zhuǎn)發(fā)功率進(jìn)行合理的分配,可以獲得最優(yōu)的能量收益,而且提出的最優(yōu)中繼終端選擇算法顯著優(yōu)于隨機(jī)選擇算法。
【關(guān)鍵詞】：M2M LTE-A 覆蓋增強(qiáng) 隨機(jī)接入 能量收集
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-10
• 序言10-14
• 1 緒論14-26
• 1.1 課題背景及意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-24
• 1.2.1 LTE-A中覆蓋增強(qiáng)研究17-20
• 1.2.2 LTE-A中的M2M隨機(jī)接入研究20-22
• 1.2.3 LTE-A中的M2M低功耗通信研究22-24
• 1.3 論文的主要內(nèi)容和組織24-26
• 2 LTE-A與M2M技術(shù)概述26-42
• 2.1 LTE-A概述26-33
• 2.1.1 LTE-A系統(tǒng)性能26-27
• 2.1.2 LTE-A系統(tǒng)架構(gòu)27-30
• 2.1.3 LTE-A關(guān)鍵技術(shù)30-33
• 2.2 M2M概述33-38
• 2.2.1 M2M網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)33-36
• 2.2.2 M2M業(yè)務(wù)特征及模型36-37
• 2.2.3 M2M業(yè)務(wù)應(yīng)用37-38
• 2.3 M2M標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展38-41
• 2.3.1 3GPP的M2M標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展38-40
• 2.3.2 ESTI的M2M標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)展40-41
• 2.3.3 國內(nèi)M2M標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展41
• 2.4 本章總結(jié)41-42
• 3 M2M覆蓋性增強(qiáng)研究42-57
• 3.1 窄帶M2M通信系統(tǒng)設(shè)計42-44
• 3.1.1 系統(tǒng)設(shè)計總原則42-43
• 3.1.2 LTE-M系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)43-44
• 3.1.3 系統(tǒng)原理圖及各部分功能44
• 3.2 覆蓋增強(qiáng)設(shè)計44-49
• 3.2.1 LTE覆蓋增強(qiáng)方案45
• 3.2.2 LTE-M覆蓋增強(qiáng)方案45-49
• 3.3 LTE-M系統(tǒng)性能驗證及分析49-55
• 3.3.1 LTE-M系統(tǒng)參數(shù)49-51
• 3.3.2 性能仿真51-55
• 3.4 本章總結(jié)55-57
• 4 M2M基于分組的組尋呼隨機(jī)接入研究57-80
• 4.1 M2M設(shè)備分組58-63
• 4.1.1 M2M業(yè)務(wù)分類58-61
• 4.1.2 M2M隨機(jī)接入分組61-63
• 4.1.3 M2M分組過程63
• 4.2 組尋呼機(jī)制63-66
• 4.2.1 尋呼的概念63-64
• 4.2.2 尋呼的的承載64-65
• 4.2.3 M2M組尋呼65-66
• 4.3 M2M隨機(jī)接入過程66-71
• 4.3.1 MTC設(shè)備隨機(jī)接入前導(dǎo)碼66-67
• 4.3.2 MTC設(shè)備隨機(jī)接入過程描述67-69
• 4.3.3 組成員設(shè)備維護(hù)69-71
• 4.4 M2M隨機(jī)接入評價71-79
• 4.4.1 隨機(jī)接入機(jī)制創(chuàng)新點(diǎn)71-72
• 4.4.2 隨機(jī)接入機(jī)制性能仿真72-79
• 4.4.3 隨機(jī)接入機(jī)制優(yōu)點(diǎn)79
• 4.5 本章總結(jié)79-80
• 5 基于能量收集的中繼轉(zhuǎn)發(fā)資源分配80-92
• 5.1 系統(tǒng)模型與資源分配問題80-85
• 5.1.1 系統(tǒng)模型80-83
• 5.1.2 基于能量收集激勵的中繼選擇算法83-85
• 5.2 懲罰函數(shù)內(nèi)點(diǎn)法85-87
• 5.2.1 懲罰函數(shù)內(nèi)點(diǎn)法原理85-86
• 5.2.2 懲罰函數(shù)內(nèi)點(diǎn)法的迭代步驟86-87
• 5.3 資源分配算法性能仿真87-91
• 5.3.1 仿真參數(shù)87-88
• 5.3.2 算法性能仿真分析88-91
• 5.4 本章總結(jié)91-92
• 6 總結(jié)和展望92-94
• 參考文獻(xiàn)94-97
• 附錄A97-98
• 索引98-104
• 作者簡歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果104-106
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集10

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：基于LTE-Advanced的M2M通信覆蓋增強(qiáng)和資源分配研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：408935