【摘要】：隨著智能終端多媒體業(yè)務(wù)以及用戶對數(shù)據(jù)傳輸需求的飛速增長,物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為未來通信業(yè)務(wù)的另一個重要發(fā)展方向。M2M作為物聯(lián)網(wǎng)最廣泛的應(yīng)用形式,得到了學(xué)術(shù)界和應(yīng)用界的廣泛關(guān)注和研究。M2M通信的終端用戶具有頻繁接入、上行占優(yōu)、小數(shù)據(jù)傳輸?shù)忍卣鳌Ｒ虼?研究M2M在中繼網(wǎng)絡(luò)的上行鏈路資源分配問題具有非常重要的意義。本論文以上行鏈路資源分配問題為主要研究對象,研究了上行鏈路終端用戶的吞吐量以及能量消耗問題。本文的主要創(chuàng)新點包括:首先,研究了M2M在中繼網(wǎng)絡(luò)的上行鏈路資源分配問題,認識到上行鏈路資源分配問題的本質(zhì)均為功率問題和吞吐量問題,結(jié)合博弈論的相關(guān)知識,提出了一種基于合作博弈論的資源分配優(yōu)化算法。建立了宏基站和家庭基站中繼網(wǎng)絡(luò)模型,引入合作博弈論將該上行鏈路資源分配優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為最大最小效用函數(shù)問題,并運用Shapley函數(shù)給出求解算法。通過Matlab軟件搭建系統(tǒng)仿真環(huán)境,仿真結(jié)果表明,與傳統(tǒng)的注水算法以及等功率算法相比,本文算法在考慮到終端用戶公平性以及大幅度減少系統(tǒng)總發(fā)射功率的情況下,有效地提高了終端用戶的吞吐量。其次,研究了M2M在中繼網(wǎng)絡(luò)的上行鏈路節(jié)能問題,根據(jù)M2M自身的通信特點以及頻譜資源的有限性,結(jié)合低功耗有助于延長終端設(shè)備壽命的特性,提出了M2M在LTE-A中繼網(wǎng)絡(luò)的上行節(jié)能算法。區(qū)別于傳統(tǒng)僅考慮非回程情況的上行鏈路,本文同時考慮到回程鏈路的能量消耗問題。從時分雙工(TDD)角度出發(fā),聯(lián)合采用空間復(fù)用和調(diào)制編碼策略,定義權(quán)重函數(shù),通過選擇相應(yīng)的中繼組成并行傳輸組,對能量消耗問題進行優(yōu)化分析。旨在保證服務(wù)質(zhì)量(Qo S)的同時,實現(xiàn)終端用戶總能量消耗最小化。最后,本文工作進行了總結(jié)與展望,指出了本文存在的問題以及下一步研究的方向。
[Abstract]:With the rapid growth of multimedia service of intelligent terminal and the demand of users for data transmission, Internet of things has become another important developing direction of communication service in the future. M2M is the most widely used form of Internet of things. The end users of M2m communication have the characteristics of frequent access, uplink dominance, small data transmission and so on. Therefore, it is of great significance to study the uplink resource allocation problem of M2m in relay networks. In this paper, the problem of uplink resource allocation is studied, and the throughput and energy consumption of uplink end users are studied. The main innovations of this paper are as follows: firstly, the uplink resource allocation problem of M2M in relay network is studied. It is recognized that the essence of the uplink resource allocation problem is power problem and throughput problem. A resource allocation optimization algorithm based on cooperative game theory is proposed. In this paper, the relaying network model of the macro base station and the home base station is established, and the cooperative game theory is introduced to transform the uplink resource allocation optimization problem into the maximum and minimum utility function problem, and the algorithm is given by using the Shapley function. The simulation results show that compared with the traditional water injection algorithm and the equal power algorithm, this algorithm takes account of the fairness of the end user and greatly reduces the total transmission power of the system. The throughput of end user is improved effectively. Secondly, the uplink energy saving problem of M2M in relay network is studied. According to the communication characteristics of M2m itself and the limitation of spectrum resources, combining with the characteristics of low power consumption is helpful to prolong the life of terminal equipment. An uplink energy saving algorithm for M2m in LTE-A relay network is proposed. Different from the traditional uplink which only considers the non-backhaul case, the energy consumption of the backhaul link is also considered in this paper. From the point of view of time division duplex (TDD), the spatial multiplexing and modulation coding strategies are combined, and the weight function is defined. By selecting the corresponding relays to form a parallel transmission group, the energy consumption problem is optimized and analyzed. The aim of this paper is to minimize the total energy consumption of the end user while guaranteeing the quality of service (Qo S). Finally, the work of this paper is summarized and prospected, and the problems in this paper and the future research direction are pointed out.
【學(xué)位授予單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN929.5

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