35、高效M2M与WBAN通信方案解析

高效M2M与WBAN通信方案解析

1. M2M通信系统描述

在蜂窝M2M系统中，由于通常使用授权频段，所有M2M设备在“网络接入阶段”都需经网络认证才能接入蜂窝系统。在此过程中，基站（BS）会调整M2M设备的物理参数，如传输定时偏移、传输功率等，借此了解设备在小区内的大致地理位置，同时与设备协商其支持的服务和协议。

基于这些信息，BS可根据M2M设备的应用类型和地理位置进行分组。分组信息会传达给设备，组头接收成员列表，成员设备接收传输功率信息。成员设备无需知晓组头或所属组，只需以指定功率向BS发送上行数据包，组头则监听并转发这些数据包。

若已有M2M组且有新设备接入，BS会通知组头新成员列表，并告知新设备传输功率，使其加入合适的组。

2. IEEE 802.16m的TDD帧结构与资源分配

IEEE 802.16m的时分双工（TDD）无线帧结构如图所示，一个超帧包含四个帧，每个帧有下行（DL）和上行（UL）部分。移动台（MS）可利用这些帧收发数据包。

接收时，MS需解码媒体访问协议（MAP）中的资源分配控制消息，以确定是否有给自己的数据包及位置。上行传输时，MS要通过周期性发送的系统信息确定的上行带宽请求区发送请求，若请求成功，BS会通过上行MAP分配带宽，MS再使用分配的资源发送数据包。

在提出的方案中，组内成员可直接接收BS的下行数据包，因为监听功耗低。而上行时，成员设备以BS指定的有限功率，使用分配的资源发送数据包。组头基于地理位置选择，能监听成员设备的数据包并转发给BS，成员设备并不知道数据包被组头拦截。

由于传输功率有限，BS分配的资源可在小区内复用，通过空间复用实现大