窄带物联网中大规模接入方法研究

作     者：刘文燕 

作者单位：南京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：朱洪波

授予年度：2018年

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 13[艺术学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

主      题：窄带物联网 接入拥塞 接入控制 节点分簇 中继接入 

摘      要：随着窄带物联网的提出和迅速标准化,越来越多的低功率广域网业务将依赖窄带物联网技术。窄带物联网支持海量终端连接,且终端随机接入具有突发性和不确定性,这将给无线网络带来巨大的压力和挑战,大规模终端随机接入拥塞问题不可避免。因此,研究窄带物联网中大规模接入方法具有重要的意义。本文主要针对窄带物联网中接入拥塞问题进行研究。首先,针对窄带物联网中接入拥塞问题,考虑限制允许接入的终端数量,结合现有的接入控制机制及终端对时延的不同要求,提出了一种动态接入限制方法。首先,根据窄带物联网终端对时延的不同要求,将终端分为两类,并为其设置不同的接入参数生成方式;其次,基站根据当前请求接入终端数及目标接入拥塞概率,动态广播一个接入限制因子,允许接入参数小于接入限制因子的终端接入;最后,对该方案的性能进行了仿真验证。结果表明,该方法有效提高了时延敏感终端的接入成功率,极大地降低了接入时延。其次,针对窄带物联网中接入拥塞问题,考虑将单个基站的接入压力分散到多个接入点,提出一种联合节点分簇及数据缓存的中继接入解决方案。首先,根据终端最大耦合损耗将同一小区内的终端划分覆盖等级;其次,同一覆盖等级内根据位置信息将终端划分成簇并引入具备缓存功能的簇头终端作为中继节点,普通终端通过同簇中继节点接入基站;最后,通过遍历算法寻找使接入成功率最高的时隙及前导资源划分方法。仿真结果表明,该方法有效提高了终端的接入成功率,有效降低了接入时延。