面向5G的M2M通信中能效優(yōu)先的無線資源管理的研究.pdf

1、當(dāng)今越來越多的機器對機器(Machine to Machine，M2M)通信開始逐漸取代人對人通信(Human to Human，H2H)為主的通信方式。爆發(fā)式增長的機器類通信終端(Machine Type Communication Device，MTCD)加劇了昂貴的授權(quán)頻譜資源的擁擠狀況，因此探求非授權(quán)頻段的使用是有效緩解頻譜資源緊張的重要手段之一。另外，大量H2H與M2M共存的通信場景勢必造成巨大能耗，為倡導(dǎo)綠色通信理念，優(yōu)化網(wǎng)

2、絡(luò)的能量效率對可持續(xù)發(fā)展是非常有益的一項措施。
　　本文針對部署于5GHz非授權(quán)頻段的可接入兩種網(wǎng)絡(luò)的MTCD主要做了以下三方面的研究，包括非授權(quán)頻段LTE-U（LTE in Unlicensed Spectrum）與Wi-Fi異系統(tǒng)共存的可行性研究，M2M通信場景中網(wǎng)絡(luò)總能量效率最大化的無線資源分配的研究，以及適用于M2M通信場景中單個用戶的非連續(xù)接收(Discontinuous Reception，DRX)節(jié)能機制的研究。主要

3、內(nèi)容及創(chuàng)新點如下:
　　首先，對將LTE-U部署到5GHz非授權(quán)頻段與Wi-Fi共存進(jìn)行了簡要說明，分別闡述兩種無線通信技術(shù)之間的差異，并概述兩種主要的異系統(tǒng)共存機制。用大量實際測試數(shù)據(jù)有效驗證了LTE-U相比于Wi-Fi技術(shù)的優(yōu)勢，充分說明了LTE-U部署到非授權(quán)頻段的優(yōu)勢。另外，對于異系統(tǒng)間共存機制，本文給出了在Duty Cycle方法下的實際測試數(shù)據(jù)。結(jié)果表明兩系統(tǒng)在有效的共存機制下可以做到公平友好共存，且同站址的LTE-U

4、與Wi-Fi分別與另外一Wi-Fi共存時，異系統(tǒng)間共存的性能比Wi-Fi同系統(tǒng)共存的性能還要好。
　　其次，由于LTE-U與Wi-Fi共存的5GHz非授權(quán)頻段頻譜資源豐富，十分適合部署終端數(shù)目眾多的機器類通信設(shè)備，因此本文考慮將M2M通信部署至無線資源更為豐富且成本更低的非授權(quán)頻段。因此本文在Duty Cycle的異系統(tǒng)間共存機制下，以最大化系統(tǒng)能量效率為目標(biāo)，建立起合理的數(shù)學(xué)模型;另外結(jié)合M2M通信設(shè)備種類眾多、QoS需求眾多以

5、及對時延不敏感等特點，以單個用戶最大時延和最小速率作為限制條件，采用兩層迭代算法求得合理的最優(yōu)頻率和功率分配方案，使得總體網(wǎng)絡(luò)能量效率最優(yōu)。
　　最后，本文從終端節(jié)能的角度對單個MTCD的運行機制進(jìn)行研究。針對MTCD接入網(wǎng)絡(luò)的周期固定、對時延容忍度高的特點，將LTE中的DRX機制進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)。通過設(shè)置多個DRX周期時長分組，從而最大限度適配多種類的MTCD。通過設(shè)置“返回標(biāo)識”對MTCD進(jìn)行分組;另外采用空閑態(tài)DRX機制最大程度