【摘 要】
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近年来,人工智能越来越受到关注,为了使人们的生活更加便利,各种智能设备应运而生,未来智能设备的市场很大,社会对于物联网设备的需求也将急剧增加。在用于物联网的各种通信技术中,窄带物联网（NB-IoT）以其大连接、广覆盖等特点脱颖而出。NB-IoT是针对新型物联网业务提出的一种新的蜂窝网技术,继承自长期演进技术（LTE）,与LTE有许多相似之处,但同时也有很大的不同。在NB-IoT中,随机接入是实现上
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近年来,人工智能越来越受到关注,为了使人们的生活更加便利,各种智能设备应运而生,未来智能设备的市场很大,社会对于物联网设备的需求也将急剧增加。在用于物联网的各种通信技术中,窄带物联网（NB-IoT）以其大连接、广覆盖等特点脱颖而出。NB-IoT是针对新型物联网业务提出的一种新的蜂窝网技术,继承自长期演进技术（LTE）,与LTE有许多相似之处,但同时也有很大的不同。在NB-IoT中,随机接入是实现上行同步的第一步,在整个通信过程中起着至关重要的作用,只有随机接入成功才能进行进行后续的数据传输。本文基于3GPP R13首先对NB-IoT特性进行研究,并针对NB-IoT的随机接入过程进行研究。主要内容是对第一层的随机接入过程进行的,包括前导码（Preamble）在窄带物理随机接入信道（NPRACH）的重复传输以及随机接入响应（RAR）。论文提出了基于随机几何的数学模型,分析了影响随机接入成功率的因素以及重复发送Preamble对随机接入性能的影响,同时进行仿真并验证了模型的正确性。仿真结果表明增加重复次数可以提高各种情况下的随机接入成功率,同时还可以减小发射功率,从而实现了功率的节约;但是会导致数据传输信道资源的利用率降低,使得数据传输效率变低。因此可以通过模型仿真调整参数来找到合适的重复次数使其资源利用率最高。另外,论文对两种接入流量到达模型的随机接入过程建立了数学模型,推导出随机接入成功率以及随机接入冲突率的公式,并通过计算机对不同接入时间以及UE数量的接入情况进行了仿真,仿真结果验证了所提出的数学模型的正确性,并且可以根据仿真结果来提高系统的随机接入成功率以及降低系统的随机接入冲突率。本文针对NB-IoT的随机接入过程提出一种基于随机几何的数学模型,另外对两种不同的接入流量到达模型进行数学建模,并通过计算机验证了本文所提出数学模型的正确性,并对如何提高随机接入成功率给出建议,实际情况中可以根据数学模型的仿真结果对NB-IoT对随机接入性能进行优化。
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