14、物联网通信策略与节能网络架构解析

物联网通信策略与节能网络架构解析

1. 编码策略性能对比

在存在噪声的情况下，我们将提出的编码策略与两种现有编码方案进行性能对比。

1.1 传统单设备通信策略

• 通信方式 ：一次只有一个MTC设备处于活动状态，该设备直接将消息发送给另外两个处于接收模式的MTC设备。在每个集群中，MTC设备之间交换三条消息需要三个时隙（TS）。
• 信号模型 ：在任意非活动MTC设备处接收到的信号可以表示为 (Y_{tj} = X_i + Z_{tj})，其中 (X_i) 是单位速率BPSK调制的编码消息，(Y_{tj}) 和 (Z_{tj}) 分别是在时隙 (t) 时MTC设备 (j) 接收到的信号和高斯噪声。例如，在第一个时隙，MTC设备2接收到的消息为 (Y_{12} = X_1 + Z_{12})。
• 编码处理 ：为了补偿每个MTC设备端的高斯噪声，消息在发送给其他MTC设备之前进行了Raptor编码。
• 性能评估 ：我们以第一个时隙中消息 (m_1) 的性能为例进行评估。通过模拟每个信噪比（SNR）点下达到误比特率（BER）目标 ≤ (10^{-5}) 所需的开销 (\varepsilon)，并使用公式 (R_{TRAD} = \frac{1}{(1 + \varepsilon)}) 计算可实现的总速率。由于该方案总速率为1，效率较低。

1.2 功能解码转发中继策略

• 基本