目前，無線通信系統的終端類型是按照H2H終端的需求定義的，即“底端手機”和“高端手機”，尤其是新一代寬帶無線通信系統，終端能力呈上升趨勢。具體參數包括：

　　(1)射頻頻帶：通常要求支持十幾個頻點。

　　(2)多種帶寬處理能力：如5MHz，10MHz，20MHz。

　　(3)多天線處理能力：最大支持4個天線端口的MIMO接收。

　　(4)數據吞吐量能力：最大支持100Mbit/s以上吞吐量。

　　(5)緩存大小：通常支持很大的緩存。

　　(6)異頻和異系統切換組合。

　　M2M終端可能是很低成本、很低耗電、很低移動性的海量終端，因此M2M終端支持更少的射頻頻帶、更小的帶寬處理能力、更簡單的多天線處理能力、更靈活的吞吐量能力和緩存能力、更簡單的移動性、只支持PS域。

　　3.2 M2M功耗降低優化

　　目前無線通信系統的終端電池壽命通常在2~3天，其高耗電主要是因為終端在空閑狀態下需要周期性接收系統廣播信道;在激活狀態下需要周期性接收公共控制信道，睡眠時間短;需要支持自適應操作的大量測量、反饋、信令;需要支持切換和移動性管理的大量測量、反饋、信令。而M2M終端可能是數據模型單一、周期性發送接收、不需切換和移動性管理的，主要表現在以下幾方面：

　　(1)設計更長周期的預定義接收。

　　(2)設計更長周期的DRX周期。

　　(3)設計更有效的持續調度策略，最大限度簡化測量、反饋和信令。

　　(4)簡化移動性管理，最大限度簡化測量、反饋和信令。

　　3.3 M2M覆蓋擴展優化

　　目前無線通信系統主要考慮H2H通信的典型覆蓋場景，容量和覆蓋的平衡點也依照典型H2H通信場景確定。而M2M終端很可能放置在比H2H終端環境更惡劣的位置，考慮更惡劣的鏈路預算，因此M2M系統在覆蓋方面提出了更高的需求，需要考慮對移動通信系統的覆蓋能力進行增強，如：

　　(1)通過魯棒性更高的鏈路傳輸，獲得更好的鏈路預算。

　　(2)采用增益更高的射頻器件和天線。

　　(3)采用Relay等新型網絡拓撲拉近終端和基站的距離。

　　3.4 M2M海量容量優化

　　目前無線通信系統的小區容量是以典型的H2H終端密度來考慮的，如手機、筆記本電腦。傳統系統每個帶寬大于5MHz的小區支持400個終端，終端ID數量、參考信號數量、控制信道數量較小，資源分配粒度過大，MAC，RLC和RRC層協議的處理能力不足。

　　從長遠看來，M2M終端的數量很可能超過H2H終端，且從成本考慮，應盡可能不擠占H2H終端的容量，因此M2M系統應具備如下能力：

　　(1)支持更大的用戶數量，如200個H2H終端+400個M2M終端。

　　(2)支持更大的信道容量、終端ID數量、參考信號數量和控制信道數量，采用更精細的資源分配粒度。

　　(3)擴展的MAC，RLC，RRC處理能力，同時通過簡化處理過程限制復雜度。

　　3.5 M2M低數據率優化

　　目前無線通信系統的終端最低數據率是考慮典型H2H通信的需求，如電路域話音或VoIP的數據率。但是很多M2M終端的最小數據率比H2H終端低很多，為了保持有吸引力的資費，需要大大降低每線成本，需要降低每線占用的無線資源，在原有單位資源中容納更多的終端并行傳輸。

　　3.6 M2M時間控制優化

　　無線通信系統對時間延遲的控制，是按照H2H典型業務的用戶感受要求來考慮的。話音、實時數據等實時業務的時延要求為秒量級，非實時業務的時延要求為分鐘量級。而M2M終端的時間控制和H2H終端可能有很大不同。某些M2M業務對時間延遲的容忍度很大，可以達到小時量級;但某些M2M業務又對延遲要求很高，可能達到毫秒量級。因此，對M2M終端的傳輸可進行優先級控制，保證時間控制要求較高的終端優先傳輸，對時間控制要求較低的終端可以等到系統負載較低的時候再傳輸。

　　3.7 M2M低移動性優化

　　移動通信系統按照H2H通信需求，均須支持切換和移動性管理功能，占用了移動通信系統的相當一部分功能。包括小區間、頻率間、系統間的測量和切換。而很多M2M終端幾乎不需要移動性，可以對移動性管理功能進行大幅簡化，以降低成本和耗電。

　　3.8 M2M防盜/防破壞優化

　　由于M2M終端經常置于無人值守的環境，因此防盜/防破壞的要求很高。為了滿足這些要求，M2M終端應具備自動上報狀態和自動位置上報的能力。

　　4 分層M2M資源分配和接入

　　針對上述M2M需求，可提出一系列面向M2M的移動通信優化技術，本文重點討論分層M2M資源分配和接入技術。

　　M2M系統的一個特點是需要支持海量的小數據率終端的資源分配和接入，直接縮小資源分配粒度并增大終端接入數量，需要對系統的設計做很大改動，而采用分層設計可以只對系統做小幅度修改而取得相似的效果。

　　這種方法的思想是將終端分成若干組，每個終端組采用一個終端組ID，一個終端組內部的終端再采用終端ID來進一步區分。這種方式可以用較短的ID來實現，可以節省ID，節省尋址復雜度。

　　M2M終端和H2H終端不同，其行為不是完全隨意的，一組M2M終端(如一組相似類型的傳感器)行為相似，就可以將多個總是保持相同狀態(接入、附著、釋放)的M2M終端分為一組，共享1個終端ID。從資源分配的角度，可以將具有相同的業務流量模型(包括相同的數據率、時延要求等)和資源需求量的多個終端分為一組，使終端組內所有終端的資源需求之和相當于一個傳統H2H終端的資源需求量。

　　終端組內有一個終端充當“組長終端”，組長終端負責代表組內所有終端和網絡的鏈路層保持連接，“組員終端”對于系統鏈路層是“透明的”。通過高層ID(如IP地址)進一步區分這個終端組內的各個終端。同時，“組長終端”代表整個終端組向系統請求無線資源，其他“組員終端”，不直接向系統申請資源。而是在組內所有終端之間形成固定的、預定義的資源分配。這樣，系統分配給“組長終端”一個資源塊，就相當于將這個資源塊分給了這個終端組。系統的資源指示信令相當于在終端組內進行廣播，組內的所有終端接收到系統的資源指示信令后，根據終端組的分配組員塊和自己在組內的具體資源位置發送信息。基于此分層終端ID結構的終端接入和資源分配流程如圖3所示：

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　　圖3 基于分層終端ID的接入和資源分配流程

　　(1)在網絡部署過程中，對一個終端組內各終端的資源分配方法進行預定義，即組內各個終端占用分配給該終端組的資源的哪一部分。

　　(2)終端接收網絡側設備接入層發出的系統同步和廣播信息，組長終端和組員終端都接收此信息。

　　(3)組長終端代表整個終端組向網絡側設備接入層發起接入。

　　(4)組長終端和各組員終端分別向網絡側設備非接入層進行注冊。

　　(5)組長終端代表整個終端組向網絡側設備接入層發出資源請求。

　　(6)網絡側設備接入層向組長終端發布分配給該終端組的無線資源。

　　(7)組內各終端根據第1步中預定義的組內資源分配方法，計算出自己應該使用網絡側設備分配給本組的資源的哪一部分。

　　(8)各終端在計算出的資源位置開始和網絡側設備進行通信。

　　由于可以選擇RRC狀態相似的M2M終端(如相似類型的傳感器)形成一組，一個組內的多個終端可以總是保持相同RRC配置，可通過同一個RRC連接來配置整個組的終端。由于M2M終端的信令較少，一個組的多個終端還可以采用時分、碼分的方式共享一個控制信道。另外，M2M資源分配需要支持小顆粒的資源分配，可能采用的方式包括：

　　●碼分方案：即將一個資源塊分給多個終端，終端之間進一步采用擴頻碼復用，采用碼復用使多個M2M終端共享一個最小資源顆粒。這種情況下，只要將M2M終端采用的擴頻碼和終端ID綁定就可以。

　　●時分方案：即將幾個M2M終端分為一組，共享一個資源塊，在一個資源塊內的不同符號協同傳輸。終端間采用“預定義分配”避免額外信令，但需要考慮如何進行信道估計。

　　●頻分方案：即仍保持頻率資源分配，只是將每個用戶的頻帶寬度減小，如將每個信道的帶寬縮小到數kHz。這種方案可以直觀地實現小數據率M2M傳輸，將改變標準，無法保持后向兼容性。