NB-IoT的RLC层设计与实现

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随着大数据以及物联网的不断快速发展,窄带物联网逐渐成为低功耗广域物联网的主要技术之一。无线链路控制层作为窄带物联网协议栈的子层,其性能的优劣对于窄带物联网系统有着重要的影响。无线链路控制层在网络环境发生变化时,其滑动窗口参数根据网络环境调节效果不明显,会出现网络拥塞的情况,从而导致传输速率降低或者系统资源的浪费。因此,可以对滑动窗机制进一步优化,从而减少网络拥塞对数据传输的影响,提高传输速率。本论文通过采用改进瓶颈带宽和双向传播时间拥塞控制算法对窄带物联网的终端设备的无线链路控制层协议进行设计与实现。在确认模式下,首先将瓶颈带宽和双向传播时间算法融入到无线链路控制层的数据传输流程中。然后改进探测最小往返时间计算方法,不同拥塞程度下采用不同的计算方法。最后根据拥塞控制算法调节滑动窗口的参数。以上改进共同完成确认模式下的拥塞控制设计,有效地降低网络拥塞对终端设备的影响。在非确认模式下,通过新增判定参数对接收端滑动窗口进行改进。本论文首先基于MATLAB对瓶颈带宽和双向传播时间算法进行了验证仿真,仿真结果证明改进后的瓶颈带宽和双向传播时间算法相对于改进前吞吐率增加14%,然后基于STM32微处理器进行实现与构建测试环境,测试结果表明:无线链路控制层的功能测试符合协议的功能,在性能方面,相对于协议,平均传输速率增加14%,时延下降20%,达到了预期的设计指标。本论文的研究成果对于窄带物联网的无线链路控制层具有一定的应用价值。
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