面向物联网大连接的接入拥塞控制研究

发布时间：2021-03-27 02:38

　　物联网（Internet of Things,IoT）设备与日俱增,新兴物联网应用层出不穷,为人类的工作、生活、学习以及社会管理带来了诸多便利。然而,如此海量的IoT网络接入请求以及其不同于人与人（Human to Human,H2H）通信的独特业务特性,使得现有的接入网络难以担负物联网下的大连接,造成了严重的接入拥塞与过载问题,加大了 IoT终端设备的接入时延与能耗,降低了接入成功概率与无线接入资源利用率,严重影响了传统的H2H通信,甚至导致现有接入网络设施崩溃。而蜂窝网络凭借其广阔的网络覆盖、灵活的资源管理等优势,己经成为支撑物联网大连接的主要技术方案。因此,如何设计可靠、有效的接入拥塞控制方案,增强蜂窝网络应对、处理海量IoT接入请求的能力,缓解物联网大连接带来的接入拥塞与过载问题,提升接入资源利用率,成为亟需解决的重要问题。针对上述问题,本论文根据蜂窝网络下设备通过随机接入过程建立网络连接的时间顺序,从随机接入流量、随机接入资源与随机接入策略几个角度展开详细的技术研究,通过动态优化控制接入流量,控制IoT终端设备的网络接入请求到达率;合理调度随机接入资源,提高资源利用效率;设计... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图I-I全球物联网连接数目(单位:10亿)

解海量连接请求带来的压力，但与此同时既增加了部署与运营成本，备侧以及网络侧之间的干扰，难以满足物联网大连接的网络服务需于传统的Ｈ２Ｈ通信，物联网下Ｍ２Ｍ通信的主要特点是上行业务为、海量Ｉ〇Ｔ设备接入请求与低通信功耗需求，而现有蜂窝网络设计初高数据速率、大数据量、低传输时延为主要特点的Ｈ２Ｈ通信，旨在吞吐量，满足人们对于高清视频流、增强现实（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ?Ｒｅａｌｉｔｙ，ＡＶｉｒｔｕａｌ?Ｒｅａｌｉｔｙ，ＶＲ）等高带宽业务的网络需求，故独特的Ｍ２Ｍ通信接入网络难以满足物联网下海量Ｍ２Ｍ设备的通信需求；另外，ＩｏＴ式发展，使得蜂窝网络下单小区内ＩｏＴ连接数目将高达１００００？１００有Ｈ２Ｈ场景下单小区内的服务用户数目，相比于有限的无线接入资了现有接入网络设施的负担，物联网下的大连接接入请求是造成网载的主要原因；最后，作为网络连接建立的主要通信协议，常见的随蜂窝网络下基于时隙ＡＬＯＨＡ?（Ｓｌｏｔｔｅｄ?ＡＬＯＨＡ，?Ｓ－ＡＬＯＨＡ）的随机接局域网（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ?Ｌｏｃａ丨Ａｒｅａ?Ｎｅｔｗｏｒｋ，ＷＬＡＮ）下的基于冲突避免的入（Ｃａｒｒｉｅｒ?ｓｅｎｓｅ?ｍｕｌｔｉｐｌｅ?ａｃｃｅｓｓ?ｗｉｔｈ?ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ?ａｖｏｉｄａｎｃｅ，ＣＳＭＡ／ＣＡ）

图１－３?面向物联网大连接的接入拥塞控制研究现状??控制技术研究现状进行梳理与分析，指出现有方案的不足，并针对这些问题展开后??续工作。??１．２．１面向大连接的随机接入流量控制技术研究现状??物联网大连接的出现使得接入网迎来了巨额的接入流量，因此，如何限制接入??流量从而缓解接入拥塞与过载问题最先成为学术界的研究热点。??目前进行随机接入流量控制的主要策略是基于３ＧＰＰ提出的概率性控制策??略［２７，４４．４５］，通过设定某一个限制概率ｐ，在进行随机接入之前，ＭＴＣ设备随机产生??一个０？１的随机数与限制概率Ｐ进行比较，如果该随机数小于化那么选择进行随??机接入过程；否则放弃接入，等待退避之后进行下次接入。特别地，当某随机接入??时隙内ｐ?＝?１而其他随机接入时隙内ｐ?＝?〇时，这就是面向ＭＴＣ设备的时隙接入方??案［４ＭＭ７］，即将不同设备限定在不同的时隙内进行网络接入，实现单一?ＲＡＳ??内的接入流量控制；而当有限时隙内的限制概率Ｐ相同，且所有时隙内概率之和为??

【参考文献】：
期刊论文
[1]管理智慧城市:关于智慧城市治理的文献综述[J]. 阿尔伯特·梅耶,曼努尔·彼得罗·罗德里格斯·玻利瓦尔,奉莹,王欣红,陈叶盛.  国际行政科学评论(中文版). 2016(04)
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本文编号：3102719