【摘要】：隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展,第五代移動通信技術(shù)(The 5th Generation Mobile Communication Technology,5G)逐漸進(jìn)入大眾的視野。與第四代移動通信技術(shù)(The 4th Generation Mobile Communication Technology,4G)相比,5G不僅將進(jìn)一步提升用戶的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn),同時(shí)還將滿足未來萬物互聯(lián)的應(yīng)用需求。海量機(jī)器類型通信(massive Machine-Type Communication,mMTC)作為5G物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的典型應(yīng)用場景,已經(jīng)成為廣大通信工作者研究的重點(diǎn)。在mMTC眾多的關(guān)鍵技術(shù)中,隨機(jī)接入方案的擁塞問題是限制系統(tǒng)性能的重要瓶頸之一。因此對面向mMTC的隨機(jī)接入方案做進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì),提高系統(tǒng)吞吐量和接入成功概率,降低接入過程的平均時(shí)延,具有非常重要的實(shí)際意義。面向mMTC的隨機(jī)接入方案是繼承自長期演進(jìn)升級版(Long Term EvolutionAdvanced,LTE-A)中的隨機(jī)接入方案,包含兩次握手的四個(gè)步驟。本文首先闡述了LTE-A通信系統(tǒng)中基于競爭的隨機(jī)接入過程,對隨機(jī)接入過程中的Preamble信號進(jìn)行了簡要介紹。隨后,給出了面向mMTC隨機(jī)接入方案的系統(tǒng)模型,描述了隨機(jī)接入方案的關(guān)鍵性能參數(shù)。最后,重點(diǎn)介紹了基于接入阻攔的隨機(jī)接入方案以及基于退避機(jī)制的隨機(jī)接入方案,分別概述了方案的核心步驟和性能優(yōu)劣。為了提高系統(tǒng)吞吐量和接入成功概率、降低接入過程的平均時(shí)延,本文提出了一種基于接入阻攔參數(shù)和退避參數(shù)聯(lián)合優(yōu)化的隨機(jī)接入方案。該方案通過接入阻攔參數(shù)和退避參數(shù)聯(lián)合優(yōu)化,在很大程度上解決了接入阻攔參數(shù)更新速度慢導(dǎo)致的擁塞問題,防止接入時(shí)延無法滿足服務(wù)質(zhì)量要求現(xiàn)象的發(fā)生,緩解了mMTC通信系統(tǒng)接入壓力,實(shí)現(xiàn)了吞吐量和接入時(shí)延的均衡。仿真和理論結(jié)果表明,與基于接入阻攔和基于退避的隨機(jī)接入方案相比,此方案能夠得到滿足平均時(shí)延限制下系統(tǒng)的最大吞吐量,從而提高系統(tǒng)時(shí)頻資源的利用效率和機(jī)器類型通信設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸效率�？紤]到從本質(zhì)上提高隨機(jī)接入信道容量的非正交隨機(jī)接入機(jī)制,本文進(jìn)一步提出了一種基于接入阻攔參數(shù)和退避參數(shù)聯(lián)合優(yōu)化的非正交隨機(jī)接入方案。理論和仿真結(jié)果表明,與基于接入阻攔參數(shù)和退避參數(shù)聯(lián)合優(yōu)化的隨機(jī)接入方案相比,非正交機(jī)制的引入能夠在不增加接入時(shí)延的情況下提高系統(tǒng)吞吐量,從根本上提高隨機(jī)接入系統(tǒng)性能。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2801135