面向5G物联网的上行接入关键技术研究

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1、密级：保密期限：避意卿翁硕士学位论文＿题目：面向５Ｇ物联网的上行接入关键技术研究学号：２０１６１１０００７姓名：ＵＭ专业：信息与通信工程导师：崔琪楣学院：信息与通信工程学院２０１９年５月２９日中国■北京密级：：保密期限分耆４ｔ大聲ｆ硕士学位论文〇题目：面向５Ｇ物联网的上行接入关键技术研究１学号：２０６１１０００７姓名：ＵＭ专业：信息与通信工程导师：崔琪据学院：信息与通信工程２０１９年５月２９日＃ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖ

2、ｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＴｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅｇＴｏｐｉｃ：ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＫｅｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆＵｐｌｉｎｋＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｆｏｒ５ＧＩｎｔｅｒｎｅｔｏｆＴｈｉｎｇｓＳｔｕｄｅｎｔＮｏ．２００００７：１６１１ＳｔｕｄｅｎｔＮａｍｅ：ｕｉＪｉａｎｇＨＳｕｂｅｃｔ：ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｊＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒＯｉｍｉＣｕｉｐ

3、：ｅＩｎｓｔｉｔｕｔｅ：ｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＳＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｈｔＭａ２９２０１９ｙ，独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研宄工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与

4、资料若有不实之处一，本人承担切相关责任。本人签名：日期：Ｍ关于论文使用授权的说明本人完全了解并同意北京邮电大学有关保留、使用学位论文的规定，即：北京邮电大学拥有以下关于学位论文的无偿使用权，具体包括：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文，有权允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，有权允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索。（保密的学位论文在解密后遵守此规定）Ｗ）本人签名：７為日期：，导师签名：日期作洗輕：＞１

5、１６ｉ面向５Ｇ物联网的上行接入关键技术研究摘要第五代移动通信系统（５Ｇ）预计在２０２０年进入商业阶段，未来正的“”。将有数以百万计的物联网设备接入网络，从而实现真万物互联－ＴＣｔ大规模机器类型通信（ＭａｓｓｉｖｅＭａｃｈｉｎｅｅｏｍｍｕｎｉｃａｉｏｎｓｍＭＴＣ）ｙｐ，一是５Ｇ应用最为广泛的三大重要场景之，其特点包括海量上行接入数、小数据包、高设备能耗要求、低设备传输速率、高时延容忍性，以及突发通信。确保设备的高效接入是实现万物互联的前提，但传统通信技术在面对一５Ｇ物联网的大规模低功耗上行接入场景时，存在一些关键

6、问题：第，由于需要支持的通信设备数量众多，用于ｍＭＴＣ、的频域资源容量及其有限，因此无法满足海量设备上行业务突发同步接入的需求；第二，传统蜂窝网络的上行接入技术采用正交多址接－入（ｏｒｔｈｏｏｎａｌｍｕｌｔｉｌｅａｃｃｅｓｓ（ｔｂａｄｇｐ，ＯＭＡ）和基于调度ｇｒａｎｓｅ）接入的方式，在面对小包突发的ｍＭＴＣ业务时存在连接资源不足、调度信令开销占比巨大的问题。因此，本文从海量物联网设备上行接入的多样化业务特性出发设计有效的上行接入和数据传输方案，主要包括上行通信网络协作和新型分布式非正交多址接入（ＯｒｔｈｏｏｎａｌＭｕｌｔ

7、ｉｌｅＡｃｃｅｓｓＮＯＭＡ）相关ｇｐ，的关键技术研究，从而有效实现海量物联网业务的高效接入。详细研究成果总结如下：１．针对５Ｇ物联网上行海量同步接入导致的机器类型通信资源不足的难题一ＮＯＭＡ的上行，本文给出种高能效高频效的基于窄带协同接入方案。首先建模了基于多信道ＮＯＭＡ的单时隙上行接入数量最大化数学问题，然后将该混合整数非线性优化问题等效转化成紧凸集上的广义线性乘法规划问题一，最后通过设计种有效的基于分支。定界原理的上行动态用户聚簇和功率分配算法，得出全局最优解该方案相对于传统ＯＭＡ方案和两用户功率域复用ＮＯＭＡ方案

8、，系统。接入数成倍增加，实现了窄带条件下的高