LTE-Advanced機器型通信功耗優(yōu)化研究.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的飛速發(fā)展，作為其中關(guān)鍵核心技術(shù)之一的機器型通信已經(jīng)在通信系統(tǒng)中占據(jù)了重要地位。在4G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)廣泛普及的今天，能源問題也成為了全社會探討的焦點，LTE網(wǎng)絡(luò)中用戶設(shè)備的終端能耗問題需要得到妥善的解決。在機器型通信當中，由于應用環(huán)境和使用方式的區(qū)別，機器設(shè)備通信的服務質(zhì)量需求差異性大，因此對于功耗的優(yōu)化配置方案就有很大區(qū)別。同時，機器型通信與人際通信相比又有著自身的特點，包括單次通信過程數(shù)據(jù)量小、數(shù)據(jù)包到達率低、設(shè)備電源無法頻

2、繁更換等。因此對于機器型通信功耗優(yōu)化的方案就要具備更強的針對性和靈活性。
　　目前，3GPP規(guī)定在LTE-Advanced系統(tǒng)中針對終端設(shè)備功耗問題的調(diào)節(jié)機制主要采用的是非連續(xù)接收機制，而該機制主要針對的是高數(shù)據(jù)率和大數(shù)據(jù)量的人際通信，目前研究人員對于非連續(xù)接收機制的研究工作也主要面向人際通信，而特別針對機器型通信功耗優(yōu)化的研究相對較少，3GPP也沒有針對機器型通信業(yè)務需求而給出完善的功耗優(yōu)化機制。因此，對于機器型通信的非連續(xù)接收

3、機制的研究具有現(xiàn)實意義。
　　針對機器型通信終端的功耗優(yōu)化問題，本文首先研究整理了LTE系統(tǒng)中有關(guān)機器型通信的系統(tǒng)框架、接入過程和設(shè)備分布方式，分別詳細介紹了LTE系統(tǒng)中設(shè)備在連接狀態(tài)和空閑狀態(tài)下的非連續(xù)接收機制的運行原理和配置參數(shù)對于通信性能的影響。
　　針對空閑模式下的功耗優(yōu)化問題，本文詳細分析了Idle狀態(tài)下配置不連續(xù)接收機制的機器型通信設(shè)備的功率損耗因素，主要解決的是對于設(shè)備處于空閑Idle模式時采用擴展DRX周期之

4、后的系統(tǒng)信息獲取問題，運用了一種考慮用戶設(shè)備系統(tǒng)信息獲取的功耗分析模型，并在該模型基礎(chǔ)上提出了穩(wěn)定獲取系統(tǒng)信息進而降低能耗的機制調(diào)整方法，即一種依據(jù)尋呼周期配置參數(shù)的長短來進行分類別處理系統(tǒng)信息獲取的改進方法。實驗結(jié)果證明該方法下用戶設(shè)備在使用擴展系統(tǒng)修正周期的情況下的功率損耗情況明顯降低，并且避免了傳統(tǒng)方法的參數(shù)使用限制。
　　針對連接模式的功耗優(yōu)化問題，本文根據(jù)該模式下的非連續(xù)接收機制進行了建模分析和優(yōu)化，建立了基于半馬爾科夫

5、轉(zhuǎn)換過程的數(shù)學分析模型，對非連續(xù)接收機制的配置參數(shù)所影響的功率損耗和傳輸延遲進行了量化分析，同時提出了一種連接模式下分步擴展短尋呼周期，并建立長短尋呼周期之間的參數(shù)關(guān)系的改進機制，采取了基于用戶偏好的參數(shù)選擇辦法，針對不同設(shè)備需求選取最適合的配置參數(shù)以達到節(jié)能與延遲的平衡。實驗結(jié)果驗證了各個設(shè)備 DRX配置參數(shù)對于功耗和延遲的影響，同時比較了新方法與傳統(tǒng)方法相比的優(yōu)化效果，針對不同的設(shè)備功率損耗和延遲需求計算出最優(yōu)的參數(shù)配置組合，證明了