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

在大规模物联网连接场景中，边缘计算相较于云计算具有显著优势。云计算需要将数据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，特别是对于容量有限的无线回程链路。而边缘服务器部署在网络边缘，与设备距离更近，传播延迟更小。同时，云计算需要信息经过多个网络，包括无线接入网、回程网和核心网，其中的流量控制和路由可能导致过度延迟。此外，随着处理器的快速发展，边缘服务器足以执行高度复杂的计算程序，计算延迟与云计算相当。因此，边缘计算几乎能获得云计算的所有好处，但总体延迟更低。

为支持大规模物联网连接，采用了免授权大规模接入方案，其随机接入过程如下：
- 步骤1 ：所有激活设备无需任何接入调度，直接在上行链路中发送其非正交导频序列和后续有效载荷数据。
- 步骤2 ：非边缘计算高空平台（NEC - HAP）收集所有激活设备的信号，并将其传输到相邻的边缘计算高空平台（EC - HAP）。
- 步骤3 ：边缘服务器通过联合处理本地EC - HAP和合作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）。

该方案由于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解决方案。但由于所有激活设备的信号在相同无线电资源上重叠，活跃用户检测（AUD）和CE成为新的挑战。

为减少导频传输时间，步骤1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 - OFD