欧美,精品,综合,亚洲,好吊妞视频免新费观看,免费观看三级吃奶,一级a片女人自慰免费看

 首頁 > 新聞 > 專家觀點(diǎn) >

面向M2M的移動通信系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)研究

2012-02-02 00:00:00   作者:   來源:   評論:0  點(diǎn)擊:



  摘要:傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合已經(jīng)成為必然的趨勢。但現(xiàn)有的3G,LTE移動通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)是人與人(H2H)通信,沒有針對機(jī)器間(M2M)通信特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化,難以適應(yīng)M2M業(yè)務(wù)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境和海量的用戶容量。本文對面向M2M業(yè)務(wù)的移動通信優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了探討,同時對3GPP在M2M優(yōu)化技術(shù)方面的研究工作做了簡單介紹。
  1 引言
  隨著物—物(M2M)通信業(yè)務(wù)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)承載M2M業(yè)務(wù)面臨越來越多的局限性和挑戰(zhàn),急需將傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動通信網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合,發(fā)揮移動通信覆蓋廣、可靠性高、傳輸延遲小等特點(diǎn),形成分層移動M2M網(wǎng)絡(luò)。對于移動通信網(wǎng)絡(luò)來說,其終端既可以是傳感器網(wǎng)關(guān),也可以是傳感器本身。
  但是,傳統(tǒng)移動通信技術(shù)畢竟是面向人與人(H2H)通信業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的,適應(yīng)H2H的業(yè)務(wù)需求。而M2M終端無論是從傳輸特性、QoS要求、移動性,還是從終端的分布密度方面都與H2H終端有很大不同。完全沿用傳統(tǒng)移動通信系統(tǒng)設(shè)計(jì),系統(tǒng)的效率、成本和適用性都無法達(dá)到最優(yōu)。
  無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)和移動通信的結(jié)合,既是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,也是移動通信產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,如圖1所示,這種結(jié)合可以解決兩個產(chǎn)業(yè)的諸多發(fā)展瓶頸,大大擴(kuò)展兩個產(chǎn)業(yè)的業(yè)務(wù)應(yīng)用領(lǐng)域,帶來很多新的機(jī)遇。
\ 
圖:無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動通信的結(jié)合

  2 移動M2M通信系統(tǒng)架構(gòu)
  如圖2所示,基于移動通信系統(tǒng)的WSN網(wǎng)絡(luò)可以靈活支持各種規(guī)模的WSN網(wǎng)絡(luò)?梢杂蒞SN節(jié)點(diǎn)通過有限的分層匯聚構(gòu)成一定規(guī)模的WSN網(wǎng)絡(luò)后,通過具有移動終端功能的WSN網(wǎng)關(guān)回傳到移動通信系統(tǒng)。也可以由移動基站直接連接具有移動終端能力的傳感器,此時這些傳感器既是WSN節(jié)點(diǎn),也是WSN網(wǎng)關(guān)。這種結(jié)構(gòu)完全不需要WSN節(jié)點(diǎn)之間的自組網(wǎng),可以最大限度地降低傳輸延遲,支持對實(shí)時性要求很高的監(jiān)控應(yīng)用。移動終端(如手機(jī)、筆記本電腦)本身如果具有傳感器功能,也可以作為WSN節(jié)點(diǎn)和WSN網(wǎng)關(guān)使用,構(gòu)建個域WSN網(wǎng)絡(luò)。
\

  3 移動M2M系統(tǒng)優(yōu)化方向
  現(xiàn)有的3G,LTE移動通信系統(tǒng)從其最根本的設(shè)計(jì)需求上講是解決人與人(H2H)通信,盡管隨著技術(shù)的發(fā)展其自身在不斷地完善和演進(jìn),但由于沒有針對M2M通信特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化,仍難以完全適應(yīng)M2M業(yè)務(wù)復(fù)雜的應(yīng)用環(huán)境,無法滿足海量M2M接入的需要。因此為了適應(yīng)M2M業(yè)務(wù)的需求,需要在如下幾個方面進(jìn)行優(yōu)化。
  3.1 M2M新型終端類型的優(yōu)化
  目前,無線通信系統(tǒng)的終端類型是按照H2H終端的需求定義的,即“底端手機(jī)”和“高端手機(jī)”,尤其是新一代寬帶無線通信系統(tǒng),終端能力呈上升趨勢。具體參數(shù)包括:
  (1)射頻頻帶:通常要求支持十幾個頻點(diǎn)。
  (2)多種帶寬處理能力:如5MHz,10MHz,20MHz。
  (3)多天線處理能力:最大支持4個天線端口的MIMO接收。
  (4)數(shù)據(jù)吞吐量能力:最大支持100Mbit/s以上吞吐量。
  (5)緩存大小:通常支持很大的緩存。
  (6)異頻和異系統(tǒng)切換組合。
  M2M終端可能是很低成本、很低耗電、很低移動性的海量終端,因此M2M終端支持更少的射頻頻帶、更小的帶寬處理能力、更簡單的多天線處理能力、更靈活的吞吐量能力和緩存能力、更簡單的移動性、只支持PS域。
  3.2 M2M功耗降低優(yōu)化
  目前無線通信系統(tǒng)的終端電池壽命通常在2~3天,其高耗電主要是因?yàn)榻K端在空閑狀態(tài)下需要周期性接收系統(tǒng)廣播信道;在激活狀態(tài)下需要周期性接收公共控制信道,睡眠時間短;需要支持自適應(yīng)操作的大量測量、反饋、信令;需要支持切換和移動性管理的大量測量、反饋、信令。而M2M終端可能是數(shù)據(jù)模型單一、周期性發(fā)送接收、不需切換和移動性管理的,主要表現(xiàn)在以下幾方面:
  (1)設(shè)計(jì)更長周期的預(yù)定義接收。
  (2)設(shè)計(jì)更長周期的DRX周期。
  (3)設(shè)計(jì)更有效的持續(xù)調(diào)度策略,最大限度簡化測量、反饋和信令。
  (4)簡化移動性管理,最大限度簡化測量、反饋和信令。
  3.3 M2M覆蓋擴(kuò)展優(yōu)化
  目前無線通信系統(tǒng)主要考慮H2H通信的典型覆蓋場景,容量和覆蓋的平衡點(diǎn)也依照典型H2H通信場景確定。而M2M終端很可能放置在比H2H終端環(huán)境更惡劣的位置,考慮更惡劣的鏈路預(yù)算,因此M2M系統(tǒng)在覆蓋方面提出了更高的需求,需要考慮對移動通信系統(tǒng)的覆蓋能力進(jìn)行增強(qiáng),如:
  (1)通過魯棒性更高的鏈路傳輸,獲得更好的鏈路預(yù)算。
  (2)采用增益更高的射頻器件和天線。
  (3)采用Relay等新型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淅K端和基站的距離。
  3.4 M2M海量容量優(yōu)化
  目前無線通信系統(tǒng)的小區(qū)容量是以典型的H2H終端密度來考慮的,如手機(jī)、筆記本電腦。傳統(tǒng)系統(tǒng)每個帶寬大于5MHz的小區(qū)支持400個終端,終端ID數(shù)量、參考信號數(shù)量、控制信道數(shù)量較小,資源分配粒度過大,MAC,RLC和RRC層協(xié)議的處理能力不足。
  從長遠(yuǎn)看來,M2M終端的數(shù)量很可能超過H2H終端,且從成本考慮,應(yīng)盡可能不擠占H2H終端的容量,因此M2M系統(tǒng)應(yīng)具備如下能力:
  (1)支持更大的用戶數(shù)量,如200個H2H終端+400個M2M終端。
  (2)支持更大的信道容量、終端ID數(shù)量、參考信號數(shù)量和控制信道數(shù)量,采用更精細(xì)的資源分配粒度。
  (3)擴(kuò)展的MAC,RLC,RRC處理能力,同時通過簡化處理過程限制復(fù)雜度。
  3.5 M2M低數(shù)據(jù)率優(yōu)化
  目前無線通信系統(tǒng)的終端最低數(shù)據(jù)率是考慮典型H2H通信的需求,如電路域話音或VoIP的數(shù)據(jù)率。但是很多M2M終端的最小數(shù)據(jù)率比H2H終端低很多,為了保持有吸引力的資費(fèi),需要大大降低每線成本,需要降低每線占用的無線資源,在原有單位資源中容納更多的終端并行傳輸。
  3.6 M2M時間控制優(yōu)化
  無線通信系統(tǒng)對時間延遲的控制,是按照H2H典型業(yè)務(wù)的用戶感受要求來考慮的。話音、實(shí)時數(shù)據(jù)等實(shí)時業(yè)務(wù)的時延要求為秒量級,非實(shí)時業(yè)務(wù)的時延要求為分鐘量級。而M2M終端的時間控制和H2H終端可能有很大不同。某些M2M業(yè)務(wù)對時間延遲的容忍度很大,可以達(dá)到小時量級;但某些M2M業(yè)務(wù)又對延遲要求很高,可能達(dá)到毫秒量級。因此,對M2M終端的傳輸可進(jìn)行優(yōu)先級控制,保證時間控制要求較高的終端優(yōu)先傳輸,對時間控制要求較低的終端可以等到系統(tǒng)負(fù)載較低的時候再傳輸。
  3.7 M2M低移動性優(yōu)化
  移動通信系統(tǒng)按照H2H通信需求,均須支持切換和移動性管理功能,占用了移動通信系統(tǒng)的相當(dāng)一部分功能。包括小區(qū)間、頻率間、系統(tǒng)間的測量和切換。而很多M2M終端幾乎不需要移動性,可以對移動性管理功能進(jìn)行大幅簡化,以降低成本和耗電。
  3.8 M2M防盜/防破壞優(yōu)化
  由于M2M終端經(jīng)常置于無人值守的環(huán)境,因此防盜/防破壞的要求很高。為了滿足這些要求,M2M終端應(yīng)具備自動上報狀態(tài)和自動位置上報的能力。
  4 分層M2M資源分配和接入
  針對上述M2M需求,可提出一系列面向M2M的移動通信優(yōu)化技術(shù),本文重點(diǎn)討論分層M2M資源分配和接入技術(shù)。
  M2M系統(tǒng)的一個特點(diǎn)是需要支持海量的小數(shù)據(jù)率終端的資源分配和接入,直接縮小資源分配粒度并增大終端接入數(shù)量,需要對系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做很大改動,而采用分層設(shè)計(jì)可以只對系統(tǒng)做小幅度修改而取得相似的效果。
  這種方法的思想是將終端分成若干組,每個終端組采用一個終端組ID,一個終端組內(nèi)部的終端再采用終端ID來進(jìn)一步區(qū)分。這種方式可以用較短的ID來實(shí)現(xiàn),可以節(jié)省ID,節(jié)省尋址復(fù)雜度。
  M2M終端和H2H終端不同,其行為不是完全隨意的,一組M2M終端(如一組相似類型的傳感器)行為相似,就可以將多個總是保持相同狀態(tài)(接入、附著、釋放)的M2M終端分為一組,共享1個終端ID。從資源分配的角度,可以將具有相同的業(yè)務(wù)流量模型(包括相同的數(shù)據(jù)率、時延要求等)和資源需求量的多個終端分為一組,使終端組內(nèi)所有終端的資源需求之和相當(dāng)于一個傳統(tǒng)H2H終端的資源需求量。
  
共 2 頁:1 2 

通信世界網(wǎng)

相關(guān)閱讀:

分享到: 收藏

專題