发明公布-2021107567272-一种面向M2M通信的短包传输方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号CN113645000A
(43)申请公布日2021.11.12
(21)申请号202110756727.2
(22)申请日2021.07.05
(71)申请人暨南大学
地址510632广东省广州市天河区黄埔大
道西601号
(72)发明人施政杨光华窦庆萍李晓帆
马少丹塞奥佐罗斯.特斯菲斯
柳宁
(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有
限公司44245
代理人詹丽红
(51)Int.Cl.
H04B17/391(2015.01)
H04W28/02(2009.01)

权利要求书2页说明书10页附图2页
(54)发明名称
一种面向M2M通信的短包传输方法
(57)摘要
本发明公开了一种面向移动到移动(M2M)通
信的短包传输方法，该方法包含以下步骤：首先，
获取M2M通信系统参数以及级联衰落信道环境参
数；然后通过选择合适的调制后符号块长度来最
大化有效吞吐量并给定平均误块率最大约束；最
后利用平均误块率的渐进性表达式进行块长的
优化求解。与现有的方法相比，本发明提出的短
包传输方法考虑了实际M2M通信场景下级联散射
的负面效应，以及面向低时延、低功耗目标的短
包通信需求，基于平均误块率的渐进式的优化算
法在复杂度方面具有显著优势。
CN113645000A
CN113645000A权利要求书1/2页

1.一种面向M2M通信的短包传输方法，其特征在于，所述短包传输方法的实现步骤如
下：
S1、获取M2M通信系统参数以及信道环境参数，包括确定级联衰落信道的总级数K、每一
2
级衰落信道的平均功率增益σk、信道衰落因子m、广义信道相关系数λk、信号发送功率P、高
斯白噪声功率每次所传短数据包的信息比特数N，其中，k＝1,…,K；
S2、构建块长最优化问题，将优化目标设定为最大化吞吐量，其中，吞吐量由有效吞吐

量给出，即并给定平均误块率的约束上界εth，即基于约束条
件，上述块长最优化问题构建如下：

其中，L为调制符号长度，又称块长；
S3、利用平均误块率的渐进性表达式进行块长L的优化求解，其具体数学形式如下

其中，和分别对应级联衰落信道、信道相关性、发送信噪比、信息

位数和块长的影响因子，误块率的归一化参数误块率的积分下
限v＝β‑1/(2δ)，误块率的积分上限μ＝β+1/(2δ)，误块率的积分限中间值β＝2N/L‑1，级联信
噪比Γ(m)表示伽马函数，为广义相关因子向量，
(…,…,…)T为转置符号，且

2.根据权利要求1所述的一种面向M2M通信的短包传输方法，其特征在于，所述步骤S3
中对块长L的优化求解按照如下过程进行确定：

为满足高可靠性的严格约束，平均误块率上界约束一般远远小于1，即满足εth＜＜1，据
此将长期平均吞吐量近似为η＝N/L，从而将目标函数转化为块长L的最小化问题，同时，由
于平均误块率是块长L的单调递减函数，因此最优块长L*必然满足等式最终通过
二分法对最优块长L*进行求解。
3.根据权利要求1所述的一种面向M2M通信的短包传输方法，其特征在于，所述步骤S3
中在计算平均误块率时，若级联衰落信道是完全相关衰落信道，即其中，为全1列
向量，则平均误块率的渐进表达式如下：

2
CN113645000A权利要求书2/2页

3
CN113645000A说明书1/10页

一种面向M2M通信的短包传输方法

技术领域
[0001]本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种面向M2M通信的短包传输方法。

背景技术
[0002]车辆间通信、智能高速公路应用和移动自组织网络的爆炸性增长，移动到移动
(M2M)通信发展势头迅猛。针对这些应用场景，为了满足低延时、高能效以及安全性的严格
要求，M2M通信通常需要传输大量的短数据包。但是，传统信息论均是基于无限块长的假设，
香农定理对短包通信不再适用。为了解决该问题，面向短包传输的有限长编码理论被提出，
基于该理论可以推导最大可达速率以及误块率(BLER)的近似表达式。此外，不同于蜂窝通
信，M2M通信系统设计迫切需要引入新范式。此外，蜂窝通信中基站通常具有高仰角天线，其
局部散射可以忽略，因此蜂窝通信通常可以构建成瑞利、莱斯分布以及Nakagami分布等。然
而，M2M通信通常会遭受更严重的衰落，这是因为M2M通信场景中的收发器天线通常安装在
几乎相同的高度，这会导致两组或更多组的散射现象。当电磁波通过多个散射体反射传播
时，将导致M2M通信过程中产生多个级联的小尺度衰落过程。据已有的实验测量数据证实，
级联衰落信道可以很好拟合此类衰落场景的统计分布。然而缺少针对此类级联衰落信道下
的短包传输方法。因此，目前亟待针对M2M的通信场景构建短包传输方案。