面向5G海量机器类通信的接入控制策略研究

来源 :北京交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mxhdb
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在未来的5G蜂窝网络支持的不同应用场景中,海量机器类通信(massive Machine-Type Communication,mMTC)由于其面临着需要在蜂窝网络中支持大量MTC设备同时接入的技术难点,成为了国内外学者的研究重点。因此,本文提出面向5G海量机器类通信的接入控制策略具有一定的现实意义。第三代合作伙伴计划(3rd Generation Partnership Project,3GPP)提出的接入类别限制(Access Class Barring,ACB)方案是一种可以直接控制机器对机器(Machine-to-Machine,M2M)通信业务量的有效方式。本文在ACB方案基础上,建立海量机器类通信设备随机接入模型,开展接入控制策略研究。首先将离散广义追踪算法(Discrete Generalized Pursuit Algorithm,DGPA)引入到接入控制策略中,针对小区内海量设备同时接入,提出了一种以最小化总服务时间为目标的接入控制策略。接着,又针对具有不同优先级的设备同时接入问题开展研究,提出了一种综合考虑服务质量(Quality of Service,Qo S)需求和接入资源分配的接入控制策略。本文的主要研究内容可归纳为以下两点:(1)为了解决5G新空口(5G New Radio,5G NR)场景下MTC设备随机接入过程中的无线接入网过载问题,提出了一种基于离散广义追踪的ACB因子自适应调整策略。考虑在前导码检测中使用E-PCD检测(Early-Preamble Collision Detection)技术以避免接入流程中消息冲突问题。根据碰撞前导码和空闲前导码,基站由DGPA算法估计接入设备的数目,以自适应地调整ACB因子从而减少接入延迟。仿真结果表明,该算法可以与基站已知所有接入设备完备信息情况下的最优算法取得相近的性能。此外,在前导码资源不足或设备数目巨大时,本文提出的算法与基于贝叶斯估计的接入策略相比,可以降低总接入时延近20%。(2)针对具有不同Qo S需求的两种类型设备同时接入问题,分别在只考虑前导码资源分配和综合考虑前导码资源及共享信道资源分配两种情况下,各自提出了一种综合考虑接入资源动态分配和ACB因子自适应调整的接入控制策略。该策略为两种类型设备设定不同的优先级,在每个接入时隙根据接入负载动态分配资源,时延敏感型设备可以优先使用接入资源,时延容忍型设备在其之后才可以接入。然后根据每个时隙空闲的前导码估计下一时隙的接入设备,从而自适应地改变ACB因子,实现设备的接入控制。仿真结果表明本文提出的策略具有与理想策略相近的性能,可以在确保时延敏感型设备接入时延的同时提升资源利用率,满足时延容忍型设备的吞吐量需求。此外,在可分配共享信道资源受限时,本文提出的综合资源分配算法可以进一步确保系统性能不发生明显变化,并且获得与最优算法相近的性能。
其他文献
无线宽带到户(Wireless To The x,WTTx)作为一种高速率、多链接、广覆盖的无线接入技术,在5G商用的今天再次获得飞速发展。物理层信道估计的性能优劣将直接决定WTTx系统的有效性和可靠性,但大多数WTTx的系统吞吐量、误码性能的提升受到实际场景的严重制约,因此合适的物理层设计和信道估计方法是保证WTTx灵活部署的必要条件。同时,隐私保护是以用户为中心的5G技术发展的核心要求之一,但
随着第五代移动通信系统的发展与部署,越来越多的新兴物联网(Internet of Things,Io T)应用出现在日常生活中,如无人驾驶、远程手术、智能工业控制等。在面向实时应用的Io T系统中,设备需要实时感知周围物理环境并监测系统状态,从而为智能决策和控制提供及时、有效的信息。对于此类时间敏感信息,若决策端获取的是过时信息,将会导致无效决策甚至错误控制,并造成巨大的安全问题。此外,在未来第六
宽带数字集群系统是一种将语音、数据、图片以及视频等各种业务集成于一体的专业指挥调度系统,主要应用于政府、公安、应急救援、物流以及军队等部门。宽带数字集群终端视频业务具有实时视频传输功能,是宽带数字集群系统的重要业务。为了满足集群通信系统高可靠和低延迟的要求,宽带数字集群终端需要传输高质量的实时视频。视频场景检测技术能够提取出实时视频的场景,并可根据场景动态地调整实时视频的比特率和分辨率等参数,保证
传统网络架构“静态、僵化”的设计缺陷,使其无法支撑互联网经济高质量发展。针对传统网络架构存在的问题,智融标识网络引入分层分域、智慧融合的设计理念,为网络架构的革新提供了新思路。随着互联网的蓬勃发展,用户对信息的保密需求日益提升,智融标识网络下信息加密问题逐渐成为研究热点。因此,本文针对智融标识网络场景下加密通信服务展开研究,旨在解决传统加密服务效率低等问题,提高智融标识网络可靠性。本文设计并实现了
天地一体化网络是将由卫星节点互联组成的天基网络和地面网络联合起来,实现一种广域覆盖、按需服务和泛在接入性好的信息网络。然而天地一体化网络存在节点处理能力和资源受限问题,且面临链路传播时延长、拓扑动态变化快和安全可控性差等挑战,导致地面网络技术不能直接应用于天地一体化网络,急需对网络技术进行创新。标识网络基于身份与位置分离映射思想,在解决空间网络存在的网络安全性和移动性技术挑战方面具有明显优势。针对
电吸收调制器是现代光纤通信系统中的关键器件之一,在过去的几年中,使用石墨烯材料制作的电吸收调制器受到了广泛关注,但是石墨烯零带隙的特点阻碍了其在半导体领域的应用,而单层WS2具有类似石墨烯的结构特点和光学特性,并且其是直接带隙材料,因此,WS2材料在电吸收调制器的应用方面具有广阔前景。本研究利用仿真软件COMSOL Multiphysics构建了一种基于Ga N波导的单层WS2电吸收调制器,在光波
随着高速铁路的发展,铁路数字移动通信系统(Global System for Mobile Communications-Railway,GSM-R)满足不了铁路系统日益增长的业务需求,逐渐向铁路5G专用移动通信系统(The 5th Generation Mobile Communications-Railway,5G-R)演进。5G-R系统采用同频组网方式,不可避免地会产生同频干扰问题。在高铁场
进入5G时代,无线通信技术得到了很大的改进,越来越多的5G用户群体使得通信面临的环境日益复杂,系统对天线性能的要求越来越高。大容量、多功能、超宽带是目前无线通信发展的重要方向,为了提高系统容量,科研人员提出了使用多输入多输出(Multiple-input-multiple-output,MIMO)技术,以提高频谱利用率,但是随着使用天线数目的增加,通信系统的整体成本和重量也随之增加,而且在电磁兼容
信息化时代,云计算技术方兴未艾,促进了数据中心的高速发展。数据中心网络作为云计算的核心通信设施,其规模正在不断扩大。如何存储、传输、计算海量数据信息成为当前数据中心网络的主要任务。数据中心网络中诸多应用都有组通信的要求,多播路由方法直接影响数据中心网络的性能。由于单播通信存在问题,如:网络中存在大量相同的数据包,网络主干负载压力过大,网络拥塞,带宽资源浪费严重等,多播通信受到了社会各界的广泛关注,
极化码的核心是信道极化理论,并且已证明当码长无限长时,极化码可以达到信道容量。然而对于中短码长的极化码,由于信道极化不充分,使得译码出现错误,加之缺乏译码结果检测机制,使得错误不能够被及时发现,最终导致译码性能不理想。因此,可以通过找寻译码可靠性测度,及时发现译码错误并采取对应的措施,来进一步提高译码性能。本文主要的研究内容包括:(1)CRC是一种译码可靠性测度,为了进一步改善CRC辅助的串行抵消