NB-IoT自适应调度方法的研究与实现

发布时间：2020-07-29 22:33

【摘要】：随着5G浪潮的到来,通信行业正在面临着巨大的挑战与机遇,物联网(Internet of Things,IoT)就是其中一个有着广阔前景的重要组成部分。物联网,顾名思义,就是一个“将万物互联的网络”。物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体,让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)作为物联网的一个核心分支,拥有低功耗、低成本、低时延要求、广覆盖、大量用户和快速接入等特点。有着广阔的应用前景,如智能水表、电表的自动抄表、智能路灯、环境监测、共享单车监测等。窄带物联网目前正处于商用比较初级的阶段,目前仍有许多应用过程中具体的技术问题有待解决。实际的测试表明,窄带物联网在覆盖范围和用户信号质量方面离可以广泛推广应用尚有一定的距离。这是因为窄带物联网有大量的终端,目前主要通过重复传输来提高传输成功的概率,而反复的传输则严重影响通信的效率,也不利于节能环保。本文主要研究如何解决物联网在海量的低速终端同时接入时传输成功率和传输效率不高的问题。文中首先介绍了窄带物联网的现有分组调度方法,分析了其中潜在的问题。随后提出一种自适应调度方法,该方法可以根据检索到的物理层时频资源空间的情况,自适应调整传输资源的大小,为用户分配满足门限的可替代资源。并根据每个用户的业务时延自适应调整门限的大小,为等待时间较长的用户降低门限,使其更容易得到资源调度,并使得用户得到更加公平的服务与响应。本文还给出了确定自适应门限的实现方法与自适应调度的具体操作步骤。并在仿真实验中将本文提出的自适应调度方法与现有的调度方法进行对比。结果表明:所提出的方法无论在小区吞吐量、资源利用率、调度复杂度方面都优于现有调度方法。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5;TP391.44
【图文】：

示意图,随机接入,过程,示意图

T 系统的用户接收和发送消息的方式与 LTE 系统相似，即小区内用户态，用户在小区驻留后或长时间没有进行业务发送或接收后，便处在空随机接入过程后，进入连接态。处于空闲态的 UE 在基站内没有信息道是否存在该 UE，所以该 UE 与基站进行信息传输的前提是 UE 完成 R-13 协议版本中，NB-IoT 只支持基于竞争的随机接入。该过程和 LT示。基于竞争的随机接入过程分为 4 个步骤和 4 条信令，记作 Msg1~由 UE 在 NPRACH 信道上发送 Msg1，其中主要包含前导(Preamble)在收到后发送 Msg2 响应 UE 的请求，并告知 UE 上行资源传输的时频在收到 Msg2 后，在其分配的上行资源上传输 Msg3，其中包含连接需收到 Msg3 后，发送竞争判决结果，若 UE 在 NPDCCH 上收到 Msg4争成功。

资源结构,带内,子帧

第二章 NB-IoT 系统结构及自适应调度方法消息和系统配置等。通过无线资源管理(Radion Resource Management，RRM)中的配置信息，其子帧 5 被用于发送窄带主同步信号(Narrowband Primary Synchronization Signal，NPSS)；在编号为偶数的无线帧内，其子帧 9 被用于发送窄带辅同步信号(NarrowbandSecondary Synchronization Signal，NSSS)；其他的子帧都可以被用于 NPDSCH 或NPDCCH 的发送。图示为带内部署模式下的 NPDSCH 资源，其中一列为 12 个子载波，一行为 14 个符号，一个符号上的一个子载波被称作资源单元(Resource Element，RE)，且由于是带内部署模式，所以部分 RE 被用作 LTE 同步信号和参考信号，而带间部署或独立部署的 NPDSCH 资源则没有与 LTE 相关的 RE。

示意图,流程,示意图,数据量

图 2-3 下行调度流程示意图制和编码(Adaptive Modulatiodulation and Coding Scheme次传输作为一个传输块(Tra据量的大小，如表 2-1 所示表 2-1 和 m 数据缓存的大小前x 一行中，或等于需要传输的数据量；S 小于需要传输的数据量，。然后通过和的映射 2-4。并根据高层为用户 m如图 2-4 所示，传输必须是

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