面向M2M的移动通信系统优化技术研究[3]

  3.4 M2M海量容量优化

  目前无线通信系统的小区容量是以典型的H2H终端密度来考虑的，如手机、笔记本电脑。传统系统每个带宽大于5MHz的小区支持400个终端，终端ID数量、参考信号数量、控制信道数量较小，资源分配粒度过大，MAC，RLC和RRC层协议的处理能力不足。

  从长远看来，M2M终端的数量很可能超过H2H终端，且从成本考虑，应尽可能不挤占H2H终端的容量，因此M2M系统应具备如下能力：

  （1）支持更大的用户数量，如200个H2H终端+400个M2M终端。

  （2）支持更大的信道容量、终端ID数量、参考信号数量和控制信道数量，采用更精细的资源分配粒度。

  （3）扩展的MAC，RLC，RRC处理能力，同时通过简化处理过程限制复杂度。

  3.5 M2M低数据率优化

  目前无线通信系统的终端最低数据率是考虑典型H2H通信的需求，如电路域话音或VoIP的数据率。但是很多M2M终端的最小数据率比H2H终端低很多，为了保持有吸引力的资费，需要大大降低每线成本，需要降低每线占用的无线资源，在原有单位资源中容纳更多的终端并行传输。

  3.6 M2M时间控制优化

  无线通信系统对时间延迟的控制，是按照H2H典型业务的用户感受要求来考虑的。话音、实时数据等实时业务的时延要求为秒量级，非实时业务的时延要求为分钟量级。而M2M终端的时间控制和H2H终端可能有很大不同。某些M2M业务对时间延迟的容忍度很大，可以达到小时量级；但某些M2M业务又对延迟要求很高，可能达到毫秒量级。因此，对M2M终端的传输可进行优先级控制，保证时间控制要求较高的终端优先传输，对时间控制要求较低的终端可以等到系统负载较低的时候再传输。

  3.7 M2M低移动性优化

  移动通信系统按照H2H通信需求，均须支持切换和移动性管理功能，占用了移动通信系统的相当一部分功能。包括小区间、频率间、系统间的测量和切换。而很多M2M终端几乎不需要移动性，可以对移动性管理功能进行大幅简化，以降低成本和耗电。

  3.8 M2M防盗/防破坏优化

  由于M2M终端经常置于无人值守的环境，因此防盗/防破坏的要求很高。为了满足这些要求，M2M终端应具备自动上报状态和自动位置上报的能力。

  4 分层M2M资源分配和接入

  针对上述M2M需求，可提出一系列面向M2M的移动通信优化技术，本文重点讨论分层M2M资源分配和接入技术。

  M2M系统的一个特点是需要支持海量的小数据率终端的资源分配和接入，直接缩小资源分配粒度并增大终端接入数量，需要对系统的设计做很大改动，而采用分层设计可以只对系统做小幅度修改而取得相似的效果。

  这种方法的思想是将终端分成若干组，每个终端组采用一个终端组ID，一个终端组内部的终端再采用终端ID来进一步区分。这种方式可以用较短的ID来实现，可以节省ID，节省寻址复杂度。

  M2M终端和H2H终端不同，其行为不是完全随意的，一组M2M终端（如一组相似类型的传感器）行为相似，就可以将多个总是保持相同状态（接入、附着、释放）的M2M终端分为一组，共享1个终端ID。从资源分配的角度，可以将具有相同的业务流量模型（包括相同的数据率、时延要求等）和资源需求量的多个终端分为一组，使终端组内所有终端的资源需求之和相当于一个传统H2H终端的资源需求量。

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