蜂窝网络中机器通信集群优化与调度方法研究.pdfVIP

蜂窝无线网络中机器对机器通信的集群和调度联合优化

∗∗†

蔡云达、和

∗通信工程院

†国立大学电机工程系台北，台

湾106电子邮件：

hungyun@ntu.edu.tw

：大多数关于集群形成的相关工作都是从纯粹的图论在本文中，我们通过联合考虑集群形成、传输调度和

角度对集群结构进行建模，并在考虑的节点集之间预定义通信功率控制来研究节能集群问题。我们特别考虑通信约束来

链路和数据速率。然而，无法对并发传输之间的集群间干扰进确定集群结构中可以在同一时隙中进行传输的机器子集及

行准确建模，会导致在无线资源有限和干扰控制严格的蜂窝网其传输功率，以便在给定数量的第1层和第2层无线资源

络中支持M2M通信的性能不佳。在本文中，我们通过联合考

下可以支持并发传输链路。与类似问题的相关工作不同，

虑集群形成、传输调度和功率控制来研究节能集群问题。我们

我们的目标不是最大化链路质量（总数据速率）或可以通

特别考虑了通信约束，以确保调度的机器子集和使用的传输功

过两层集群结构服务的机器数量。相反，认识到机器

率允许集群结构中并发、可靠的传输。基于对半现实机监

控网络的评估，所方法可以在收集M2M应用所需数据通常被部署来共同执行一项任务这一，数据优

量的同时，实现第1层和第2层传输的最小功率。先于机器，并允许在资源限制下不再支持数据不太重要的

机器。我们在第三节和第四节中介绍了我们的沟通模型和

问题表述。

I.简介

为了解决联合优化问题，我们在第五节中介绍了如何

机器对机器（M2M）通信通常被设想为利用蜂窝无通过解耦为簇形成子问题以及联合传输调度和功率控制子

线网络基础设施来实现物联网中的环境智能。与采用问题来解决化的问题。基于第六节中对半现实机

网络部署的传统无线传感器网络不同，M2M通信的网络的评估，所方法可以有效地将部署的

一个具有性的问题是与现有蜂窝用户共享宝贵的蜂窝机分组为集群，并调度所有集群中的机子集以实现节

无线资源（带宽或时间）。考虑到蜂窝网络中严格干扰控能传输。仿真结果表明，与基准方法相比，所方法

制的要求，该问题更加严重。可以为第1层和第2层传输最小功率，同时收集

M2M应用所需的数据量。

为了在有限的资源分配下将大量数据从机器传输到后

端服务器，集群通信被认为是利用空间重用收益的一种有

效技术。特别是，与一跳直接通信相比，两层集群具有提

ii。相关工作

高能源效率的优点，并且不会受到多跳网状网络中的干扰

问题的影响。虽然两层集群在文献中得到了广泛的研究，虽然已经提出了许多集群协议，但