【摘 要】
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随着无线通信技术的迅猛发展,物联网设备应用的越来越广泛,万物互联的时代也愈发临近。NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)技术作为专为物联网设备设计的无线通信技术也在迅速普及,但物联网设备对NB-IoT通信模块在成本和功耗方面有着更高的要求。在NB-IoT系统中,DRX(Discontinuous Reception,,非连续接收)算法是数据接收中提
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随着无线通信技术的迅猛发展,物联网设备应用的越来越广泛,万物互联的时代也愈发临近。NB-IoT(Narrow Band Internet of Things,窄带物联网)技术作为专为物联网设备设计的无线通信技术也在迅速普及,但物联网设备对NB-IoT通信模块在成本和功耗方面有着更高的要求。在NB-IoT系统中,DRX(Discontinuous Reception,,非连续接收)算法是数据接收中提升能量利用效率的关键技术之一的。考虑到NB-IoT应用场景中的数据特点已经与LTE(Long Term Evolution,长期演进)系统中的大不相同,需要针对物联网场景对DRX算法进行进一步优化。针对以上问题,本文以NB-IoT协议中的DRX算法为研究基础,通过选取设备的数据接收量为参考指标,设计了P-DDRX算法(Predictable-Dynamic Discontinuous Reception基于预测的动态配置非连续接收算法)。首先通过分析物联网设备的数据特点,发现设备的数据接收量存在的规律,然后对DRX算法以马尔科夫链模型进行建模,计算出DRX算法的各项参数与功耗和时延的关系,并对算法进行仿真验证,再在NB-IoT协议栈软件的现有模块中,提取算法所需的各项参数,最终实现了以预测下次接收数据量的方式来对DRX参数进行动态修改的P-DDRX算法。通过仿真并搭建模拟NB-IoT实验环境,对采用P-DDRX算法的NB-IoT协议栈进行了下行接收测试。测试结果显示对数据接收的能量利用效率提高37%以上并且时延增加低于7%,达到了预期的设计指标,更好的满足了物联网设备对低功耗通讯模块的要求。
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