13、新型机器对机器通信策略解析

新型机器对机器通信策略解析

1. 中继设备与 MTC 设备网络

在不同环境中，MTC（机器类型通信）设备的服务方式有所不同。在家庭环境里，MTC 设备数量相对较少，家用 AP（接入点）可作为中继为其服务。而在商场、大学、机场等较大区域，会部署多个 AP 以确保整个区域的 Wi-Fi 热点服务不间断，这些 AP 不仅用于 Wi-Fi 接入，也能充当中继。

设对于包含 N 个 MTC 设备的给定网络，所需中继数量为 L。根据服务质量要求和应用类型，L 的取值范围在 1 到 $L_{max}$ 之间，其中 $L_{max}$ 表示最大中继数量，是 N 的函数，计算公式如下：
$L_{max} = \sum_{i = 1}^{\log_3 N} \frac{N}{3^i}$

许多非关键应用，如文件共享、数据镜像等，可使用附近部署的数量小于 $L_{max}$ 的中继。当 $L = L_{max}$ 时，每个集群分配一个专用中继；当 $L < L_{max}$ 时，集群以时分方式共享中继。

2. 去噪转发中继方案（DNF）

DNF 中继策略简单且复杂度较低。去噪过程是将中继接收到的信号映射到最近的星座点，此过程可消除噪声向下一跳的传播，但可能引入决策误差。通过适当选择决策阈值，可将该误差降至最低。

2.1 简单去噪策略

在 MA（多址接入）阶段，无噪声情况下中继接收到的信号是来自三个 MTC 设备的三条消息之和。由于每个 MTC 设备采用 BPSK（二进制相移键控）调制，会形成四个区域的对称星座 ${-3, -1, 1, 3}$，其概率分别为 ${1/8, 3/8, 3/8, 1/8}$