蜂窝网M2M的准入控制和调度方法的研究.pdf

摘要
近年来,新兴的机器到机器(Machine-to-machine)通信由于其广阔的市场前
景和快速的发展趋势而备受瞩目。由于本身具有无缝覆盖范围广、业务部署成本
低的优点,蜂窝网成为大规模承载 M2M 的理想平台。现有蜂窝网络是根据传统传
统人与人(Human-to-Human)通信特点和业务特征进行设计和优化,并没有考虑
到 M2M 具有的一些迥异于 H2H 的业务特征,因此大量 M2M 的部署会给蜂窝网
带来严峻挑战,如大量 M2M 业务在短时间内密集接入网络会造成网络拥塞,影响
H2H 业务用户体验。为了减小 M2M 部署对传统 H2H 业务的不利影响,支持大规
模 M2M 的部署,需要针对 M2M 的业务特征,对现有蜂窝网络进行优化。本文针
对 M2M 引起的网络拥塞问题,进行了如下研究:
(一)为缓解大量 M2M 业务突发引起无线数据信道拥塞、引起 H2H 接入阻
塞率升高的问题,本文分析了现有准入控制方法面向 M2M 业务的不足,指出了
M2M 时延容忍特性(Delay Tolerant)对现有准入控制的影响,提出了一种基于蜂
窝网高效资源利用的 M2M 准入控制方法,利用 M2M 的时延容忍和调度特性,授
权 M2M 业务使用切换预留资源,可以主动中断挂起在线的 M2M 业务优先保障
H2H 的接入,该方法可以最大化利用无线信道资源,缓解 M2M 业务突发在数据
信道对 H2H 的影响,同时提高了对 M2M 业务的承载能力。
(二)为了解决在 CDMA 多小区环境中,突发的 M2M 业务影响本小区和邻
小区 H2H QoS 问题,本文分析了 CDMA 多小区上行环境干扰特性,提出了一种
CDMA 多小区协同的 M2M 业务调度方法,利用 M2M 的时延容忍和可调度特点,
在时间上进行调度,优先接入 H2H 业务。为了最大化利用无线资源,同时减小调
度操作引起 M2M 业务的传输失败,在调度 M2M 业务时,通过小区协同的干扰分
析,综合考虑网络最大通过量准则和 M2M 剩余容忍时延准则,来确定最终调度的
M2M 业务,该方法可以在优先保证 H2H QoS 的同时,减小 M2M 的传输失败,提
高了系统性能和无线资源利用率。
关键词:M2M 准入控制时延容忍性小区间干扰
Abstract
Due to its broad market prospects and the rapid expansion, the emerging
Machine-to-munications has attracted much attention recent years. With
wide coverage area and low cost for business deployment, the works is a
ideal platform for large M2M deployment. Nowadays the works are designed
and optimized on the basis of Human-to-munication service features, and
some unique M2M features have not been taken into consideration. Under this
circumstance, some great challenges will rise with a large M2M deployment, like
network congestions and degradation of H2H user experience. To alleviate the side
effect on H2H QoS, it is necessary to optimize the current work to make it
compatible with M2M features. Our work aiming at work congestions are
listed as follows:
1) Massive M2M accesses to work will result in wireless data channel
congestions, increasing H2H blocking probabilities. To e this problem, current
admission control strategies are analyzed, the influences fro