9、高空平台网络与媒体调制下的大规模物联网接入技术解析

高空平台网络与媒体调制下的大规模物联网接入技术解析

1. 边缘计算与免授权大规模接入方案

在物联网大规模连接场景中，边缘计算相较于云计算有着显著优势。云计算需要将信息传输到云服务器进行联合处理，这对高空平台（HAP）与云服务器之间的回程链路提出了巨大挑战，尤其是容量有限的无线回程链路。而边缘服务器部署在网络边缘，距离设备更近，传播延迟远小于云计算。并且，云计算中信息需经过多个网络，其中的流量控制和路由可能导致过多延迟。随着处理器的快速发展，边缘服务器已经具备执行复杂计算程序的能力，计算延迟与云计算相当。因此，边缘计算在享受云计算优势的同时，还能实现更低的整体延迟。

为了实现大规模物联网连接，采用了免授权大规模接入方案，其随机接入过程如下：
1. 信号传输 ：所有活跃设备无需接入调度，直接在上行链路中传输非正交导频序列和后续有效载荷数据。
2. 信号收集与传递 ：非边缘计算高空平台（NEC - HAP）收集所有活跃设备的信号，并将其传递给相邻的边缘计算高空平台（EC - HAP）。
3. 联合处理 ：边缘服务器通过联合处理本地EC - HAP和协作NEC - HAP接收到的信号，对整个网络进行活跃设备检测（ADD）和信道估计（CE）。

这种方案无需复杂的接入调度和冲突解决，接入延迟低，是支持大规模物联网连接的理想选择。但由于所有活跃设备的信号在相同无线电资源上重叠，活跃用户检测（AUD）和信道估计（CE）成为新的挑战。

为了减少导频传输时间，在第一步采用了特殊的帧结构。该结构采用循环前缀正交频分复用（CP - OFDM）