基于LTE網(wǎng)絡下M2M隨機接入技術的研究.pdf

1、目前,物聯(lián)網(wǎng)正在快速崛起,其發(fā)展的終極目標就是把世界范圍內(nèi)的所有機器像人一樣組成一個巨大的網(wǎng)絡。而機器對機器的通信M2M作為實現(xiàn)機器網(wǎng)絡的通信工具和手段,勢必會引入海量的M2M終端接入網(wǎng)絡,從而就有大量的M2M業(yè)務出現(xiàn),這將會給現(xiàn)有的網(wǎng)絡帶來巨大的挑戰(zhàn),致使其接入成功率、系統(tǒng)吞吐量、資源利用率等性能指標降低。因此,如何改善上述性能指標成為諸多學者和專家研究的熱點。本文是在LTE系統(tǒng)的基礎上,通過對隨機接入?yún)f(xié)議、算法和接入方式的深入了解,

2、引入M2M業(yè)務的隨機接入,來探究對傳統(tǒng)H2H業(yè)務帶來的影響。
　　本文研究的第一個重點是關于M2M終端和H2H終端競爭隨機接入所需前導碼的分配問題。首先對現(xiàn)有的前導碼分配方案進行了分析,明確了現(xiàn)有方案是無法根據(jù)接入終端數(shù)量的變化作出靈活的調(diào)整,指出了提高資源分配的靈活性是高效利用隨機接入資源的有效途徑之一。其次從前導碼分配靈活性的角度出發(fā),提出了一種關于資源共享的改進方案,該方案分為了M2M專用前導碼、H2H專用前導碼和共享的前導

3、碼三部分。其思路是在接入時兩類終端先使用自己的專用前導碼部分,當專用前導碼不夠時在根據(jù)接入情況,靈活的使用共享前導碼。最后用數(shù)學的方法給出分析模型,通過仿真實驗得出了改進后的方案能夠有效的提高系統(tǒng)吞吐量,減少了網(wǎng)絡資源的浪費。
　　本文研究的第二個重點是關于M2M終端接入成功率的問題。首先對M2M業(yè)務的現(xiàn)狀進行了分析,發(fā)現(xiàn)了M2M業(yè)務具有在服務目標和時延敏感度等方面的相似性。由于海量的M2M終端隨機接入給LTE系統(tǒng)帶來擁塞等影響,

4、這樣勢必會導致LTE系統(tǒng)以及原來的H2H業(yè)務受到影響。所以,改善M2M終端接入質(zhì)量具有很重要的意義。其次從M2M業(yè)務具有群組特性和時延敏感度角度出發(fā),提出了一種基于分組的M2M終端隨機接入方案,該方案是把具有相似服務特性的終端分為一組,對于時延敏感度高的終端做特殊處理。最后通過仿真分析得出:該方案相對于傳統(tǒng)方案能有效的提高 M2M終端的接入成功率,并且,對同一組終端通過多次尋呼的方法可以減少首次未成功接入網(wǎng)絡的終端數(shù),有效的保證了系統(tǒng)的