M2M技术课程论文.docx

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1、河南理工大学《M2M技术》课程论文M2M的移动通信优化技术2专业班级：物联网专业****班学号：*******姓名：***日期：2016年12月28日 21 摘 要  随着科学技术的日新月异，经济的发展和社会信息化水平的日益提高，如何构建一个以“无处不在的网络”为目标的泛在网络社会成为许多国家的政府、学术界以及运营企业高度关注的课题。2015年两会期间，李克强在政府工作报告中提出：新兴产业和新兴业态是竞争高地。要实施高端装备、信息网络、集成电路、新能源、新材料、生物医药、航空发动机、燃气轮机等重大项目，把一批新兴产业培育成主导产业。制定“互联网+”行动计划，推动移动互联网、云计算、大数据

2、、物联网等与现代制造业结合，促进电子商务、工业互联网和互联网金融健康发展，引导互联网企业拓展国际市场。国家已设立400亿元新兴产业创业投资引导基金，要整合筹措更多资金，为产业创新加油助力。M2M被正式纳入国家《信息产业科技发展十二五规划及2020年中长期规划纲要》的重点扶持项目。目前欧洲M2M市场已比较成熟，产业链较完整。在亚太地区，日本和韩国的M2M市场发展较快，在中国，各通信运营商都在紧锣密鼓地制定计划或将其推广。M2M无线应用正生逢其时，通过无线技术将泛在网络的基础单元——将人类社会的有形物资连成网络，实现以人为本，所有人与人、物与物、人与物之间的连接。随着物—物(M2M)通信业务

3、的快速发展，传统传感器网络承载M2M业务面临越来越多的局限性和挑战，急需将传感器网络和移动通信网络相结合，发挥移动通信覆盖广、可靠性高、传输延迟小等特点，形成分层移动M2M网络。本文也对3GPP在M2M优化技术方面的研究工作做了简单介绍。　　无线传感器网络(WSN)和移动通信的结合，既是无线传感器网络产业发展的需要，也是移动通信产业发展的需要，如图1所示，这种结合可以解决两个产业的诸多发展瓶颈，大大扩展两个产业的业务应用领域，带来很多新的机遇。　　　图1无线传感器网络和移动通信的结合　　2移动M2M通信系统架构9　　如图2所示，基于移动通信系统的WSN网络可以灵活支持各种规模的WSN网络

4、。可以由WSN节点通过有限的分层汇聚构成一定规模的WSN网络后，通过具有移动终端功能的WSN网关回传到移动通信系统。也可以由移动基站直接连接具有移动终端能力的传感器，此时这些传感器既是WSN节点，也是WSN网关。这种结构完全不需要WSN节点之间的自组网，可以最大限度地降低传输延迟，支持对实时性要求很高的监控应用。移动终端(如手机、笔记本电脑)本身如果具有传感器功能，也可以作为WSN节点和WSN网关使用，构建个域WSN网络。　　　　图2与移动通信网络结合的WSN网络　3移动M2M系统优化方向　　现有的3G，LTE移动通信系统从其最根本的设计需求上讲是解决人与人(H2H)通信，尽管随着技术的

5、发展其自身在不断地完善和演进，但由于没有针对M2M通信特点进行优化，仍难以完全适应M2M业务复杂的应用环境，无法满足海量M2M接入的需要。因此为了适应M2M业务的需求，需要在如下几个方面进行优化。3.1M2M新型终端类型的优化　　目前，无线通信系统的终端类型是按照H2H终端的需求定义的，即“底端手机”和“高端手机”，尤其是新一代宽带无线通信系统，终端能力呈上升趋势。具体参数包括：　　(1)射频频带：通常要求支持十几个频点。　　(2)多种带宽处理能力：如5MHz，10MHz，20MHz。　　(3)多天线处理能力：最大支持4个天线端口的MIMO接收。　　(4)数据吞吐量能力：最大支持100M

6、bit/s以上吞吐量。　　(5)缓存大小：通常支持很大的缓存。　　(6)异频和异系统切换组合。9　　M2M终端可能是很低成本、很低耗电、很低移动性的海量终端，因此M2M终端支持更少的射频频带、更小的带宽处理能力、更简单的多天线处理能力、更灵活的吞吐量能力和缓存能力、更简单的移动性、只支持PS域。　　3.2M2M功耗降低优化　　目前无线通信系统的终端电池寿命通常在2~3天，其高耗电主要是因为终端在空闲状态下需要周期性接收系统广播信道;在激活状态下需要周期性接收公共控制信道，睡眠时间短;需要支持自适应操作的大量测量、反馈、信令;需要支持切换和移动性管理的大量测量、反馈、信令。而M2M终端可能

7、是数据模型单一、周期性发送接收、不需切换和移动性管理的，主要表现在以下几方面：　　(1)设计更长周期的预定义接收。　　(2)设计更长周期的DRX周期。　　(3)设计更有效的持续调度策略，最大限度简化测量、反馈和信令。　　(4)简化移动性管理，最大限度简化测量、反馈和信令。　　3.3M2M覆盖扩展优化　　目前无线通信系统主要考虑H2H通信的典型覆盖场景，容量和覆盖的平衡点也依照典型H2H通信场景确定。而M2M终端很可能放置在比H2H终