NB-IoT数据重复传输机制与优化策略研究

来源 :国防科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:LINGBAOLAOLI
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作为5G关键支撑技术之一,窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NBIoT)具有广覆盖、大连接、低成本和低功耗等技术特点。由于工作在授权频谱,NB-IoT相比于LoRa、SigFox等非授权频谱技术具有更好的适应面、更低的建网成本与更高的安全性。值得注意的是NB-IoT的覆盖能力,相比于GPRS和LTE覆盖增强20dB,达到164dB。因此,广覆盖与深覆盖成为NB-IoT的一大技术优势。一般而言,通过提高数据的重复发送次数是实现覆盖增强的重要技术手段。但若处理不当,很可能导致数据传输速率降低和频谱效率明显降低,还会消耗过多系统资源、导致成本升高等,因此必须慎重考虑NB-Io T数据重复发送次数的选择问题。本文首先介绍NB-IoT数据重复发送次数选择机理及判定标准,并分析传统上选择重复发送次数存在的问题。简单地说,对覆盖增强等级的划分粒度太粗使得选择的重复次数影响了数据传输速率的提高。因此,本文针对设备静止或在小范围内移动情景,提出了一种数据重复次数静态场景选择算法。该算法对覆盖增强等级进行了更精细的划分,为路径损耗不同的用户选择局部最优的重复次数,并根据数据类型及优先级对重复次数进行系列优化策略研究。实验结果表明本文提出的数据重复次数静态场景选择算法能大幅降低传输数据所需的平均重复次数,并提高数据传输的平均收益。其次,本文分析了NB-Io T中的链路自适应和相关模型的链路自适应的技术,指出在NB-Io T的链路自适应调整中应同时考虑调制与编码策略(Modulation and Coding Scheme,MCS)和重复次数的选择。针对设备低速移动的动态场景提出一种基于多维参数调整的NB-IoT链路自适应方法。该方案首先根据链路状态信息调整重复次数,解决信道质量发生快速变化的问题。然后,根据确认信息反馈动态调整MCS和重复次数,解决信道质量缓慢变化的问题。最后通过链路级仿真实验验证了所提方案的性能,实验结果表明,基于多维参数调整的NB-Io T链路自适应方法能够提高数据传输速率,提高系统性能。
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