【摘要】：機(jī)器通信(MTC)是第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的支持技術(shù)之一。MTC急需解決的問(wèn)題是如何應(yīng)對(duì)大量MTC設(shè)備涌入所造成的網(wǎng)絡(luò)嚴(yán)重?fù)砣�。通�?單個(gè)固定或移動(dòng)數(shù)據(jù)聚合器收集周圍的MTC設(shè)備的數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到基站(BS),該技術(shù)通過(guò)將BS的資源競(jìng)爭(zhēng)沉降到聚合器層來(lái)減少BS上的擁塞壓力。然而,數(shù)目龐大的MTC設(shè)備仍然會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)聚合器構(gòu)成嚴(yán)重挑戰(zhàn)。另一方面,數(shù)據(jù)聚合器的可用資源非常有限,需要高效的資源分配方案來(lái)提高資源效利用率�，F(xiàn)有的研究采用基于競(jìng)爭(zhēng)的接入(隨著設(shè)備密度的增加該方法性能降低)或者采用基于授權(quán)的資源分配,基于授權(quán)的解決方案基于接收的信號(hào)強(qiáng)度。這一類的技術(shù)對(duì)于靠近數(shù)據(jù)聚合器的MTC設(shè)備有利,而且沒(méi)有考慮到設(shè)備的服務(wù)質(zhì)量(QoS)需求。為了應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn),本文提出了基于多種移動(dòng)混合的數(shù)據(jù)聚合方案,以及一種新的資源分配方案。論文的主要研究成果如下:(1)提出了一種安全的多移動(dòng)中繼選擇算法,可智能地聚合多個(gè)用戶設(shè)備(智能手機(jī))數(shù)據(jù),并將其發(fā)送至基站(BS)。還提出了一種協(xié)作聚合MTC數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)兩跳數(shù)據(jù)傳送到BS的可信中繼選擇框架。與現(xiàn)有算法(如固定和移動(dòng)數(shù)據(jù)聚合算法)相比,所提算法在能效,系統(tǒng)容量,通信延遲和中斷概率等方面都有顯著提升。特別的,所提算法能分別降低約33%和25%的中斷概率和通信時(shí)延。(2)為了滿足MTC設(shè)備的QoS需求,提出了一種采用固定數(shù)據(jù)聚合器(FDA)和多個(gè)移動(dòng)數(shù)據(jù)聚合器(MDA)的協(xié)作數(shù)據(jù)聚合(CDA)方案,并提出了一種分布式MDA選擇算法來(lái)指定適合的用戶設(shè)備作為聚合器。所提出的CDA方案有效地應(yīng)對(duì)了大規(guī)模接入,并保證了 MTC網(wǎng)絡(luò)中聚合設(shè)備的通用性。本文將所提的CDA和動(dòng)態(tài)資源調(diào)度方案與現(xiàn)有方案進(jìn)行比較分析,數(shù)值結(jié)果驗(yàn)證表明,與單FDA機(jī)制相比,所提機(jī)制能降低中斷概率約30%,提高能效和系統(tǒng)容量約25%和44%。(3)為了有效解決FDA缺乏可用資源帶來(lái)的困難,提出了一種新的資源分配方案來(lái)動(dòng)態(tài)分配信道給MTC設(shè)備。所提出的方案綜合的均衡了多個(gè)性能參數(shù),包括信噪比,排隊(duì)延遲,MTC設(shè)備的QoS要求以及待傳輸?shù)腗TC設(shè)備數(shù)量等。與僅只考慮信噪比的算法相比,所提算法中考慮多個(gè)參數(shù)的影響能改善已有機(jī)制。仿真結(jié)果表明,與現(xiàn)有的基于信噪比的方案相比,所提方案可以顯著提高成功接入概率和系統(tǒng)吞吐量。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2780915