机器类设备随机接入的控制与优化

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1、夺因許赛省若大赛ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＣｈｉｎａ硕±学位论文机装矣‘论文题１支备晚柏接人目的检制与化化作者姓名偉息与通信工程学科专业邱玲敎换导师姓名二〇一六？年五月完成时间中＠种《我术乂＃硕±学位论文＃机器类设备随机接入的控制与优化作者姓名：薛滔学科专业：通信与信息系统＾导师姓名：邱玲教授完成时间－六年五月：二〇■ＵｎｌｏｏｆＣｈｉ口ａｉｖｅ巧ｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈ口ｏｇｙ’Ａｄｉｏｎｆ

2、ｏｒｍａｓｔｅｒｓｄｅｒｅｅｉｓｓｅｒｔａｔｇ龜ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌａｎｄＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ化ｒＭａｃｈｉｎｅＴｙｐｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ＇ＡｕｔｈｏｒｓＮａｍｅ：ＴａｏＸｕｅｅｃｉａｌｉｔｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｓｔｅｍＳｐｙ：ＣｏｙＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＬｉｎｇＱｉｕｐＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｍａｙ，２０１６Ｉ中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研巧工作所取得的成果。

3、除ｄ特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研巧成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：宿絡签字日期；么中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为请求学位的条件之，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥目有学位论文的部分使用权，Ｐ：学校有权按有关规定向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版１，允许论文被査阅和借阅，可＾将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存一、汇编学位论文。本人提交的电子文巧的內容和纸质论文的內容相

4、致。保密的学位论文在解巧后也进守此规定。因公开□保巧（）＿＿年作者签名：禱滋导师签名：吩签字日期；义签字日期；（ｒ以６摘要巧要机器类设备（ＭａｃｈｉｎｅＴｙｐｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＤｅｖｉｃｅ，ＭＴＣＤ）通过蜂窝网络进行数据交换的通信方式被称为机器类通信，具有终端数量大、小数据包传输、应用类别多等特性，普遍应用于智能抄表、电子健康、环境监控等场景，具有广阔的应用市场。然而，当前蜂窝网络是针对人与人（ｈｕｍａｎ化ｈｕｍａｎ，Ｈ２Ｈ）髙一速下巧业务进行设计，不适合Ｍ２Ｍ通信。方面，当大量事件触发型ＭＴＣＤ在随机接入信道（Ｐ

5、ｈｙｓｉｃａｌＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＣｈａｎｎｅｌ，ＰＲＡＣＨ）突发上行接入时，将一造成严重的接入碰撞，ＭＴＣＤ成方面降低了功接入网络的概率。另，上行Ｍ２Ｍ通信包括随机接入信道的接入过程和上行共享信道（化ｙｓｉｃａｌＵｐｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ，ＰＵＳＣＨ）的数据传输过程。而大置不同应用的ＭＴＣＤ具有上行小数据包传输特性，在此情况下，若ＭＴＣＤ采用当前蜂窝网络先通过随机接入建立连接、再传输数据的通信方式，将降低系统的资源利用率。此外ＰＲＡＣＨ资源与ＰＵＳＣＨ资源比例的不匹配将降低ＭＴＣＤ成功接入数目。因此，本文将ＷＭ２Ｍ随机接入过程为研巧重点

6、，对突发大量随化接入造成的严重碰撞和大量ＭＴＣＤ小数据包传输的资源分配两方面进行深入的研巧。一针对大量ＭＴＣＤ突发上行随机接入场景，本文提出了种前导资源划分和ＡＣＢ（ａｃｃｅｓｓｌｓｂａｒｒｉｎ），Ｗ提ｃａｓｇ拥塞控制结合的方案商ＭＴＣＤ成功接入概率。己知在该场景下，新发起接入的ＭＴＣＤ数目远小于重传的ＭＴＣＤ数目。通过前导资源划分，使基站能在ＭＴＣＤ请求接入过程中区分新发起接入的ＭＴＣＤ和接入失败后重传的ＭＴＣＤ。因此，基站只需通过估计每个接入时隙新到达的ＭＴＣＤ数目，便可计算得出系统当前请求接入的ＭＴＣＤ数目，有效巧小了ＭＴＣＤ巧目。的估计误差

7、，使设置的系统参巧更接近最优值此外，根据新到达的ＭＴＣＤ和重传的ＭＴＣＤ数目估计值，并采用ＡＣＢ策略为新发起接入的和，划分前导资源重传的ＭＴＣＤ配置不同接入参数，优化发起接入的ＭＴＣＤ数目，减小碰挂概率。仿真结果表明，所提接入优化方案可提高ＭＴＣＤ成功接入巧率，巧低接入时延和平均服务时间。针对大量Ｍ２Ｍ通信中上行小数据包传输的场景，本文提出了ＡＣＢ拥塞控制策略和ＳＣＭＡ技术结合的随机接入方案，并优化了ＰＲ