面向M2M業(yè)務(wù)的3GLTE移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、M2M是“Machine to Machine”的簡(jiǎn)稱，意為“機(jī)器到機(jī)器”。國(guó)際著名標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP(3rd Generation Partnership Project)將M2M通信定義為不需要人為參與的機(jī)器之間的數(shù)據(jù)通信方式，它與人與人(H2H)之間通信的區(qū)別在于:不同的網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景、低成本、海量的網(wǎng)絡(luò)終端和小數(shù)據(jù)量傳輸。當(dāng)前已有3GPP、ETSI(European TelecommunicationsStandards Instit

2、ute)、CCSA(China Communications Standardization Association)等幾大組織全面展開(kāi)了面向M2M通信的研究以及標(biāo)準(zhǔn)化歷程，相關(guān)技術(shù)報(bào)告和標(biāo)準(zhǔn)也陸續(xù)發(fā)布。
　　 當(dāng)前蜂窩無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是根據(jù)H2H業(yè)務(wù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)的，具有完整的信令流程以保證人與人通信過(guò)程中數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩砸约翱刂频撵`活性。在很多M2M應(yīng)用場(chǎng)景中，通常情況下只傳輸很少量的數(shù)據(jù)（幾十比特到幾百比特），但每次信令連接建立流程

3、將會(huì)占用幾千比特的信令開(kāi)銷。由于M2M終端數(shù)量龐大，大的信令開(kāi)銷不但會(huì)造成數(shù)據(jù)傳輸效率的降低，而且會(huì)造成信令擁塞而影響H2H通信的性能。因此，蜂窩無(wú)線網(wǎng)絡(luò)特別是3G(the3rd Generation)、LTE(Long Time Evolution)系統(tǒng)中針對(duì)M2M進(jìn)行信令控制流程和承載控制的優(yōu)化，對(duì)于通過(guò)3G/LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)支持M2M應(yīng)用具有非常重要的意義。
　　 針對(duì)上述問(wèn)題，本文首先對(duì)目前業(yè)界提出的M2M網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)從信

4、令優(yōu)化、終端業(yè)務(wù)建模和調(diào)度與退避算法優(yōu)化等方面進(jìn)行全面的概述和總結(jié)，并分析其優(yōu)缺點(diǎn);隨后，對(duì)LTE系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸及信令流程進(jìn)行介紹，并配合M2M業(yè)務(wù)的特征分析現(xiàn)有LTE系統(tǒng)的傳輸流程缺陷，然后在此基礎(chǔ)上提出基于資源調(diào)度的自適應(yīng)幀長(zhǎng)度計(jì)算方案SMCDS(Send Multiple ofCopies Scheme)，即在M2M終端獲得傳輸資源較大而傳輸數(shù)據(jù)較小的情況下，盡量將傳輸塊復(fù)制多份發(fā)送。同時(shí)對(duì)不同M2M業(yè)務(wù)和不同調(diào)度方式的情況進(jìn)行仿

5、真，驗(yàn)證SMCDS的吞吐量方面的性能。最后，介紹了傳統(tǒng)的退避算法并通過(guò)仿真驗(yàn)證3G/LTE系統(tǒng)中的退避算法在面對(duì)海量接入時(shí)的糟糕性能，然后再在引入偽貝葉斯算法的基礎(chǔ)上，提出基于動(dòng)態(tài)分配前導(dǎo)的隨機(jī)接入算法DASP(Dynamic Algorithm of Separating Preambles)。將M2M終端和H2H用戶使用的隨機(jī)前導(dǎo)分離，并結(jié)合均勻退避算法和偽貝葉斯算法，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)量終端接入情況下的資源靈活調(diào)配。仿真結(jié)果顯示該算法能在