基于設(shè)備能耗分簇的M2M通信隨機接入方法

闞求實, 何繼愛, 李志鑫, 張 琴

(蘭州理工大學(xué) 計算機與通信學(xué)院,甘肅 蘭州 730050)

機器對機器(Machine to Machine,M2M)通信是指使自動化應(yīng)用程序能夠在機器或設(shè)備之間提供連接而無須任何人工干預(yù)的方式[1],是下一代無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。預(yù)計到2023年,全球連接網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備將超過135億臺[2],其中蜂窩網(wǎng)絡(luò)有望在M2M通信的成功部署中發(fā)揮重要作用。然而,當(dāng)下部署的蜂窩網(wǎng)絡(luò)針對的是傳統(tǒng)的人對人(Human to Human,H2H)通信,并不能完全符合M2M通信的需求,為了促進(jìn)M2M設(shè)備在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的通信[3],要解決以下幾個關(guān)鍵性問題:首先要考慮的是設(shè)備隨機接入的成功率,由于大規(guī)模、突發(fā)的M2M業(yè)務(wù)會不定期發(fā)生,大量M2M設(shè)備可能會同時接入網(wǎng)絡(luò),這會導(dǎo)致接入沖突和延遲[4];其次還需考慮設(shè)備能耗,M2M通信中大多數(shù)的設(shè)備都具備長期工作、無須人為操作等特征,某些設(shè)備的通信使用壽命需要長達(dá)十年之久,這意味著對設(shè)備能耗的要求很高。

針對上述問題,國內(nèi)外專家學(xué)者進(jìn)行了大量的研究工作,提出了時隙接入、退避機制、分配專用接入資源、動態(tài)隨機接入、設(shè)備分組,接入級限制/擴展接入限制(Access Class Barring/Extended Access Barring,ACB/EAB)等方案[5]。文獻(xiàn)[6]介紹了目前最為常見的方案——ACB,通過降低接入請求的到達(dá)率來控制隨機接入擁塞,在該方案中,用戶被劃分為幾個接入類,當(dāng)用戶希望接入網(wǎng)絡(luò)時,用戶會自動隨機生成一個大于0但小于1的值,此時基站也會自動隨機生成一個ACB因子并進(jìn)行廣播,如果生成的值小于或等于ACB因子,則允許用戶接入網(wǎng)絡(luò),否則,用戶將在特定的持續(xù)時間內(nèi)被臨時禁止。雖然ACB方案能夠大幅度提高設(shè)備在隨機接入過程中的各項性能指標(biāo),但因其是針對H2H通信所開發(fā),不適用于設(shè)備數(shù)較多的情況。此外,國外的一些學(xué)者還對ACB方案進(jìn)行了廣泛的研究和開發(fā),產(chǎn)生了不同類型的ACB,其中最為常用的就是擴展ACB,也就是EAB[7],其原理是當(dāng)隨機接入到達(dá)率高時,優(yōu)先級低的M2M設(shè)備將被禁止接入網(wǎng)絡(luò),以此來降低設(shè)備隨機接入的碰撞概率,但可能會導(dǎo)致優(yōu)先級低的M2M設(shè)備長時間無法接入網(wǎng)絡(luò)。

文獻(xiàn)[8]中,采用為M2M通信與H2H通信分配獨立專用的隨機接入資源的方法,減少二者之間的相互干擾。文獻(xiàn)[9]提出了設(shè)備分簇的思想,把設(shè)備按照一些特性分成若干簇,每簇包含一組M2M設(shè)備和一個簇頭設(shè)備,簇頭設(shè)備由設(shè)計的基于通信能力的選擇算法決定,該組內(nèi)的所有設(shè)備只能通過簇頭設(shè)備向eNB發(fā)送和接收信息,該方法雖然可以有效地降低設(shè)備在接入時發(fā)生的碰撞,但提升了系統(tǒng)的復(fù)雜度。文獻(xiàn)[10]提出了一種動態(tài)隨機接入的控制方法,在該方法中,M2M設(shè)備被分成兩簇:時延敏感設(shè)備和時延容忍設(shè)備,隨機接入資源被動態(tài)分區(qū)并分配給每個M2M設(shè)備簇,以此來降低設(shè)備在隨機接入過程中的碰撞概率,但在實際應(yīng)用中,由于設(shè)備只劃分為兩類,設(shè)備在接入過程中的碰撞概率并沒有實質(zhì)性降低。文獻(xiàn)[11]把隨機接入資源劃分為多個子資源,這些子資源將根據(jù)各個鏈路特性分配給不同的鏈路,此種方案的缺點是難以找到最優(yōu)的鏈路特性劃分方式。文獻(xiàn)[12]中,作者提出了一種新的概念:前導(dǎo)碼重疊。其核心思想是多個設(shè)備可以共用一個前導(dǎo)碼來進(jìn)行隨機接入,以此緩解隨機接入資源不足的問題,但此方案會提升隨機接入過程中的碰撞概率。文獻(xiàn)[13]提出了一種根據(jù)估計當(dāng)前時刻需要接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量來動態(tài)分配隨機接入資源的算法,以提高系統(tǒng)的可靠性,但當(dāng)前還沒有一種可靠的估計算法能夠準(zhǔn)確地估計出當(dāng)前需要接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)。

在文獻(xiàn)[14]中,根據(jù)設(shè)備的地理位置,對蜂窩小區(qū)的區(qū)域進(jìn)行劃分并對設(shè)備進(jìn)行分組,針對隨機接入資源短缺的問題,提出了一種基于重復(fù)使用前導(dǎo)碼的隨機接入方案,該方案可以有效地提高前導(dǎo)碼的利用率,但會增加設(shè)備之間在隨機接入時的碰撞概率。在文獻(xiàn)[15]中,設(shè)備按業(yè)務(wù)類型分組,把具有相似業(yè)務(wù)類型的設(shè)備分成一組,以此來降低隨機接入資源的浪費,但由于目前設(shè)備的業(yè)務(wù)類型復(fù)雜度高,無法找出最優(yōu)分組。文獻(xiàn)[16]采用了一種特定于機器類通信(Machine-Type Communication,MTC)的退避方案來解決隨機接入中的前導(dǎo)碼沖突,在該方案中,在特定時間段內(nèi),第一次接入嘗試失敗的M2M設(shè)備會被再次阻止接入網(wǎng)絡(luò),如果M2M設(shè)備由于接入碰撞導(dǎo)致第二次也無法接入時,則該設(shè)備將被阻塞一段比第一次更長的退避時間間隔。

上述文獻(xiàn)中提出的隨機接入方法能夠在一定程度上緩解大量M2M設(shè)備隨機接入所產(chǎn)生的碰撞問題,但未考慮降低設(shè)備接入時所產(chǎn)生的能耗。對此,本文提出了一種改進(jìn)型的隨機接入方法——基于設(shè)備能耗分簇的M2M通信隨機接入方法。本文主要貢獻(xiàn)如下。

① 通過對M2M設(shè)備能量消耗率的大小進(jìn)行分簇并設(shè)定簇之間的優(yōu)先級,設(shè)備能耗率越大的簇,優(yōu)先級越高,處在高優(yōu)先級簇的設(shè)備優(yōu)先分配接入資源,以此來節(jié)約設(shè)備接入時的能耗。

② 隨機接入資源由每簇的簇頭接收,并將每個簇中的設(shè)備進(jìn)行隨機接入的競爭分配,以提高隨機接入的資源利用率。

③ 仿真結(jié)果表明,在大量設(shè)備同時發(fā)出接入請求時,所提出的隨機接入控制方法相比于傳統(tǒng)ACB算法能夠更加有效地提高設(shè)備接入的成功率,降低接入時延。

1 系統(tǒng)模型

在M2M通信中,大多數(shù)設(shè)備都具備長期工作、無須人為操作等特征,故節(jié)約設(shè)備能耗是設(shè)計系統(tǒng)模型必須考慮的因素;但在系統(tǒng)實時性方面,除少數(shù)的應(yīng)用場景(如智能警報系統(tǒng)、智能支付系統(tǒng)等)有著很高的實時性要求外,其他大多數(shù)應(yīng)用場景(如智能電網(wǎng)、智能家具、智能家用檢測裝置等)實時性要求一般。針對以上特點,設(shè)計了一種基于設(shè)備能耗分簇的系統(tǒng)模型,以此來節(jié)約設(shè)備接入時的能耗,具體系統(tǒng)模型如圖1所示。

圖1 基于設(shè)備能耗分簇M2M通信隨機接入模型圖

傳統(tǒng)的分簇方法中,通常是以M2M設(shè)備的地理位置或業(yè)務(wù)特性作為分簇標(biāo)準(zhǔn),而本文是以設(shè)備能量消耗率的大小作為劃分標(biāo)準(zhǔn),可以將其量化為設(shè)備每次隨機接入所消耗的能量與其自身攜帶總能量的比值θ,例如將θ∈[x1,x2)的設(shè)備劃分為一簇,而將θ∈[x2,x3)的設(shè)備劃分為另一簇等,其中x1、x2和x3的值根據(jù)設(shè)備所在的具體場景而定。

此種設(shè)備分簇方法的劃分依據(jù)為:設(shè)備每次在向基站發(fā)起隨機接入請求時都會消耗其自身所攜帶的能量且在隨機接入的過程中存在發(fā)生碰撞的概率,因此考慮將消耗自身能量較快的設(shè)備優(yōu)先進(jìn)行接入,以此有效地節(jié)約因大量設(shè)備同時接入發(fā)生碰撞而無法正常接入消耗的能量,進(jìn)而達(dá)到提高隨機接入的資源利用率并降低設(shè)備能耗的目的。

2 基于設(shè)備能耗分簇的M2M通信隨機接入方法

2.1 M2M設(shè)備能耗分簇的方案

與文獻(xiàn)[10]中所提出的設(shè)備分簇過程相同,該方案同樣把設(shè)備按照一定特性(即設(shè)備能量消耗率)分成若干簇,其具體過程如圖2所示。假定每個M2M設(shè)備的θ值能夠被其自身計算出來,第1節(jié)中描述的分簇的分類規(guī)則已被提前存儲在eNB端。M2M設(shè)備能耗的分簇過程可分為兩種情況:一次接入和二次接入。

圖2 M2M設(shè)備能耗的分簇過程示意圖

(1) 一次接入。

當(dāng)設(shè)備向eNB發(fā)送隨機接入請求時,eNB可以根據(jù)設(shè)備所發(fā)送的隨機接入請求中是否包含簇ID來判斷該設(shè)備是否為第一次接入;否則,將根據(jù)設(shè)備θ值查詢分類規(guī)則將相應(yīng)的簇ID分配給該設(shè)備。

(2) 二次接入。

由于設(shè)備向eNB發(fā)送的隨機接入請求中包含著簇ID,因此eNB可直接確認(rèn)其所在簇,無須重復(fù)分配簇ID。

2.2 M2M設(shè)備能耗分簇的接入方案

本文的設(shè)備隨機接入流程是依據(jù)ALOHA協(xié)議而來,其隨機接入流程如圖3所示。

圖3 M2M設(shè)備隨機接入流程

eNB以時間P為尋呼周期進(jìn)行廣播,以每簇的簇頭來進(jìn)行隨機接入過程,存在以下兩種情況。

(1) 簇頭需要發(fā)送數(shù)據(jù)。

在廣播尋呼過程中,如果簇簇頭有數(shù)據(jù)要發(fā)送,而eNB仍有隨機接入資源,則會立即為其簇分配大小相對應(yīng)的接入資源。然后,具有接入需求的簇設(shè)備可以通過隨機接入競爭過程來競爭隨機接入資源。如果具有接入需求的簇設(shè)備數(shù)量少于分配的接入資源,則剩余接入資源將由其他簇的設(shè)備使用。

(2) 簇頭無須發(fā)送數(shù)據(jù)。

① 在廣播尋呼過程中,如果簇簇頭沒有數(shù)據(jù)要發(fā)送,而簇設(shè)備有數(shù)據(jù)要發(fā)送時,有接入需求的簇設(shè)備會先緩存數(shù)據(jù),待到t時間段后,簇簇頭有數(shù)據(jù)要發(fā)送時,其隨機接入過程將如情況(1)所述進(jìn)行。

② 如果一個簇的某些設(shè)備在一段時間后沒有獲得簇內(nèi)的隨機接入資源,它將直接向eNB發(fā)起隨機接入請求。不同簇的設(shè)備將根據(jù)簇優(yōu)先級ID依次接入。來自同一簇(具有相同優(yōu)先級ID)的設(shè)備將根據(jù)隨機接入競爭過程直接競爭eNB的接入資源。同時,為了避免來自同一簇的大量設(shè)備同時發(fā)起接入請求,每個設(shè)備將等待一段隨機時間q后再發(fā)起接入請求。

③ 如果一個簇中的多個M2M設(shè)備同時選擇同一接入資源,則視為發(fā)生碰撞沖突。此時,只有一個設(shè)備可以接入網(wǎng)絡(luò),其他設(shè)備必須退避一段隨機的時間T。如果此時出現(xiàn)(1)情況,設(shè)備將按照(1)中描述的方式競爭接入資源。否則,將重復(fù)情況(2)中的步驟①～步驟③。

3 系統(tǒng)性能分析

本文主要分析設(shè)備能耗分簇的隨機接入過程,應(yīng)重點考察一個尋呼周期內(nèi)的M2M設(shè)備成功接入的概率和時延問題。

該模型的決定性因素在于如何高效地分配隨機接入資源(即前導(dǎo)碼)問題。通常隨機接入資源是以隨機接入時隙為單位進(jìn)行分配的,一個隨機接入時隙包含64個前導(dǎo)碼,多數(shù)情況下會為非競爭性的設(shè)備接入預(yù)留10個[17],而本文所采用的隨機接入方案是基于競爭性的,因此可用前導(dǎo)碼的數(shù)量只有54個。

假設(shè)尋呼周期為Ps,則1 s內(nèi)的隨機接入時隙數(shù)為M,并且每個隨機接入時隙中有N=54個前導(dǎo)碼可用于設(shè)備接入。那么,在一個尋呼周期內(nèi),單個eNB中可用的隨機接入時隙數(shù)為P×M,則一個eNB可以為M2M設(shè)備在一個尋呼周期內(nèi)隨機接入機會為P×M×N。

假設(shè)一個eNB中的M2M設(shè)備被劃分為L簇,第i簇的簇頭在第h個隨機接入時隙發(fā)起的接入請求數(shù)為Mi(h),則在簇廣播尋呼時間段P內(nèi)發(fā)起訪問請求的簇總數(shù)為

(1)

假定每簇有m個M2M設(shè)備競爭接入,h個隨機接入時隙中有h×N個隨機接入資源,則成功接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量為

(2)

當(dāng)h個隨機接入時隙分配給i個簇時,如果剩余前導(dǎo)碼的數(shù)量為Ri(h),則h個隨機接入時隙中成功接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)量為

(3)

若尋呼周期P內(nèi)成功接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)為

(4)

則尋呼周期P內(nèi),一個eNB范圍下M2M設(shè)備的成功接入率為

(5)

在一個尋呼周期內(nèi),通信設(shè)備的總能耗E由兩部分組成:① 所有發(fā)起隨機接入設(shè)備的能耗;② 接入成功設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芎?。則

E=m×L×Eaccess+C×Edata

(6)

式中:m×L為一個尋呼周期內(nèi)所有發(fā)送接入請求的設(shè)備數(shù);Eaccess為設(shè)備發(fā)送隨機接入請求時的能耗;C為尋呼周期內(nèi)成功接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù);Edata為設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的能耗。

4 實驗仿真

4.1 仿真參數(shù)

利用MATLAB軟件模擬LTE蜂窩小區(qū)場景下,M2M設(shè)備在一個尋呼周期內(nèi)各種擁塞策略的隨機接入過程,以此來驗證本文提出的設(shè)備能耗分簇隨機接入方法的性能。經(jīng)實際調(diào)查及參考文獻(xiàn)[5]可知,單小區(qū)場景下的總設(shè)備數(shù)基本不超過6 000個,其他仿真參數(shù)則是由3GPP為設(shè)備的隨機接入配置所給出的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),其仿真參數(shù)更能貼近實際應(yīng)用,具體數(shù)值如表1所示。

表1 仿真參數(shù)具體數(shù)值

4.2 仿真結(jié)果與分析

圖4是依據(jù)上文所描述的隨機接入控制方法得出的,為設(shè)備首次發(fā)送隨機接入請求接入成功的概率。從圖4中可以看出,3種設(shè)備分簇方式的初次成功接入率都隨著總設(shè)備數(shù)的增多呈下降趨勢,同時設(shè)備分簇數(shù)量越多,設(shè)備隨機接入的成功率W也就越高,這是因為分簇數(shù)越多,每簇中的設(shè)備數(shù)量就越少,簇中的每個設(shè)備都能夠無須競爭地獲取隨機接入資源,進(jìn)而設(shè)備在接入中發(fā)生碰撞的可能性就越小。但比較3種設(shè)備分簇方式可以得出:分簇數(shù)為200相比于分簇數(shù)為100時,設(shè)備初次接入成功率提升明顯,尤其是當(dāng)設(shè)備數(shù)量超過4 000時,初次接入成功率能夠提升10%以上,但在分簇數(shù)為300與分簇數(shù)為200進(jìn)行比較時,設(shè)備初次接入成功率的提升很小,幾乎可以忽略。當(dāng)總設(shè)備數(shù)到達(dá)6 000時,其成功接入概率曲線下降程度尤為顯著,這是因為一個隨機接入時隙中可用的前導(dǎo)碼固定為54個,如果分簇后每個簇的設(shè)備數(shù)大于54個,則由簇頭接收到的隨機接入資源需要通過競爭的方式分配給簇內(nèi)的設(shè)備,容易發(fā)生碰撞,導(dǎo)致設(shè)備的接入成功率降低。

圖5為尋呼周期P=10 s時,在不同M2M設(shè)備總數(shù)下,設(shè)備接入成功率W的示意圖?？梢钥闯?總設(shè)備數(shù)越少,分簇數(shù)越多,W越大;總設(shè)備數(shù)越多,簇數(shù)越少,W越小。但從圖5中可以看出,即使設(shè)備總數(shù)達(dá)到6 000時依然能保證設(shè)備接入成功率W在90%以上,這是因為采用了退避機制,設(shè)備在接入時發(fā)生碰撞后,將退避20 ms才會重新接入,而本實驗規(guī)定的設(shè)備的最大回退次數(shù)為5次,當(dāng)回退次數(shù)達(dá)到5次后,如果設(shè)備仍未成功接入網(wǎng)絡(luò)時,設(shè)備將放棄發(fā)起接入請求。

圖5 P=10 s時M2M設(shè)備接入成功率

圖6為尋呼周期P=20 s時,在不同M2M設(shè)備總數(shù)下,設(shè)備接入成功率W的示意圖。可以看出:當(dāng)設(shè)備總數(shù)在6 000以內(nèi)時,圖中所有設(shè)備分簇數(shù)的接入成功率都在95%以上,而且接入成功率要明顯高于P=10 s時,這是因為尋呼周期的增大,設(shè)備在發(fā)生碰撞時能夠有更多的回退時間,所以設(shè)備接入成功率必然會提高。

圖6 P=20 s時M2M設(shè)備接入成功率

由圖5、圖6可以看出,當(dāng)總設(shè)備數(shù)相同時,設(shè)備接入成功率W隨著分簇數(shù)的增加而呈上升趨勢,且W的平均下降速度隨著分簇數(shù)的增加而降低,但當(dāng)P=20 s時,W的下降速度明顯比P=10 s時慢。當(dāng)分簇數(shù)為200時,W下降最慢;分簇數(shù)為100時,W下降最快。

圖7為P=20 s時3種隨機接入策略設(shè)備隨機接入成功率的比較。由圖7可以看出,傳統(tǒng)的ACB策略與本文所提的以設(shè)備能耗率分簇的策略相比,在設(shè)備數(shù)較少時,兩者在接入成功率方面相差不大,但隨著設(shè)備數(shù)的持續(xù)增加,設(shè)備能耗分簇策略能夠提升約5%的設(shè)備接入成功率。這是由于傳統(tǒng)的ACB策略本身針對H2H通信所設(shè)計,不能滿足大量設(shè)備的同時接入,在設(shè)備數(shù)量過多的情況下,容易發(fā)生二次擁塞。而在沒有擁塞控制策略時隨機接入成功率始終較低,并且隨機接入成功率隨著設(shè)備數(shù)目的增加而急劇惡化,當(dāng)設(shè)備數(shù)達(dá)到6 000個時,其隨機接入成功率已不足30%,出現(xiàn)了明顯的網(wǎng)絡(luò)擁塞。

圖7 P=20 s時3種隨機接入策略設(shè)備隨機接入成功率的比較

圖8為尋呼周期P=20 s時,設(shè)備成功接入的平均時延。設(shè)備數(shù)越大,M2M設(shè)備成功接入的平均時延

圖8 P=20 s時設(shè)備成功接入的平均時延

越長。當(dāng)設(shè)備數(shù)為1 000個時,平均時延范圍為20～30 ms,即大多數(shù)設(shè)備可以在第一時間成功接入。設(shè)備總數(shù)越多,簇數(shù)越少,發(fā)生碰撞的可能性越大,此時設(shè)備的退避機制就會被大量使用,所以其成功接入的平均時延就會增加。但從整體上看,隨著分簇數(shù)的增加,設(shè)備的隨機接入平均時延在減少,但當(dāng)分簇數(shù)從200增加到300時,設(shè)備成功接入的平均時延變化很小。

圖9為尋呼周期P=20 s時,在不同設(shè)備總數(shù)的情況下,3種不同隨機接入策略的隨機接入平均時延趨勢圖。從圖9中可以看出,ACB算法的設(shè)備隨機接入的平均時延在30～40 ms之間,明顯高于設(shè)備能耗率分簇策略的平均時延,這表現(xiàn)出ACB算法對M2M通信的不適應(yīng)性。當(dāng)設(shè)備數(shù)小于3 000個時,3種分簇的設(shè)備接入平均時延幾乎一致。當(dāng)設(shè)備數(shù)大于3 000個時,分簇數(shù)為200和300時,設(shè)備的隨機接入平均時延明顯低于分簇數(shù)100的平均時延,尤其當(dāng)設(shè)備數(shù)達(dá)到6 000個時,降低了大約5 s;但隨著設(shè)備數(shù)的增加,分簇數(shù)為200與300時,設(shè)備隨機接入平均時延幾乎沒有差距。而在沒有擁塞控制的策略下,即使設(shè)備總數(shù)較少,隨機接入平均時延也會較大,而隨著總設(shè)備數(shù)的增加,其隨機接入的平均時延會急劇增大,嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)性能。

圖9 P=20 s時3種隨機接入策略設(shè)備接入平均時延趨勢圖

圖10為尋呼周期P=20 s時,不同M2M設(shè)備數(shù)在不同的隨機接入算法下完成整個接入過程所需要的通信能耗。從圖10中可以看出,當(dāng)設(shè)備數(shù)為1 000個時,4種隨機接入策略在能耗方面的差距不大,但隨著設(shè)備數(shù)的不斷增加,ACB算法下的通信總能耗會大幅度提升,約為設(shè)備分簇算法的一倍,且當(dāng)設(shè)備數(shù)達(dá)到6 000個時,設(shè)備分簇算法比ACB算法節(jié)省約2/3的能耗,這是由于ACB算法在設(shè)備數(shù)較多的情況下隨機接入的成功率會發(fā)生急劇惡化,導(dǎo)致設(shè)備的重傳次數(shù)不斷增多,進(jìn)而導(dǎo)致能耗的增加。而同等設(shè)備數(shù)下,設(shè)備分簇數(shù)越多,隨機接入的成功率越高,能耗越少,可以達(dá)到較好的能耗水平。

圖10 P=20 s時M2M設(shè)備隨機接入通信能耗比較

總結(jié)仿真結(jié)果可以得出:當(dāng)分簇數(shù)為200,尋呼周期P為20 s時,設(shè)備可以獲得較高的接入成功率和更理想的接入時間。

5 結(jié)束語

本研究以設(shè)備分簇的隨機接入方法為基礎(chǔ),提出了一種基于設(shè)備能耗分簇的M2M通信隨機接入方法,該方法將M2M設(shè)備按能耗率的比值進(jìn)行分簇,能耗率比值越大的簇具有較高的接入優(yōu)先級,每個簇的簇頭代表簇申請接收隨機接入資源,隨機接入資源將在簇設(shè)備之間競爭分配。仿真結(jié)果表明,該方法能夠有效地節(jié)省設(shè)備能耗,提高設(shè)備的接入成功率,降低時延。未來將會對M2M隨機接入方案展開進(jìn)一步的探究來決定能耗率θ的取值范圍以及每個簇簇頭的最佳選擇。