LTE网络中M2M业务随机接入拥塞避免研究

摘要

随着物联网的高速发展，机器对机器通信M2M作为物联网在现阶段最主要的应用形式，必然会引入大量的M2M业务和海量的M2M终端，这将会给无线网络带来巨大的压力与挑战，如随机接入拥塞、寻呼开销过大、大量微信息量数据包的低效率传输等。因此，充分利用M2M终端的时延容忍特性和业务群组特性，更加高效利用LTE网络的随机接入资源，提高网络的整体吞吐量，成为当前诸多组织和学者们关注的研究热点。本文主要针对在LTE网络中引入M2M业务对传统H2H通信竞争随机接入资源所导致的接入拥塞问题，进行了如下研究：
　　（一）本文针对LTE网络中对H2H终端和M2M终端随机接入前导码分配所引起的问题展开了研究。首先对LTE网络中现有的前导码分配方案进行了深入的分析，指出了动态分配前导码资源是保证随机接入资源高效利用的关键因素之一。其次从节省系统信令开销的角度出发，提出了一种基于前导码资源共享的随机接入前导码管理方案。最后对该方案的性能进行了仿真验证。结果表明：该方案减少了系统信令开销，降低了随机接入资源的浪费，进而提升了网络资源的利用率。
　　（二）本文针对M2M终端的海量特性和随机接入激增锐减特性，利用其时延容忍和业务群组相似特性以高效使用系统的随机接入资源和系统广播资源。首先针对当前M2M终端海量特性和随机接入激增锐减的现状做了分析与说明，指出了基于时延敏感度分群寻呼避免拥塞的机器类通信数据传输的重要性；其次以保证H2H和M2M用户的Qos为前提，避免同时接入导致的接入拥塞为目标，提出了一种基于时延敏感度分群寻呼避免拥塞的机器类型通信数据传输的方法。最后对该方案的性能进行了仿真验证。结果表明：与传统的机制相比，该方案利用M2M终端时延容忍特性和群组特性，充分保障了随机接入资源的高效利用，并且保证了系统吞吐量。