The number of machine-to-machine (M2M) devices has rapidly increased due to a growing demand for a wide range of M2M applications such as e-health, vehicular communications, and smart grid. Future cellular networks should accommodate a large number of M2M devices and their random access requests at a specific time instant. In this thesis, we propose a novel random access scheme to effectively increase the number of available, preambles in a future M2M communication environment. The proposed scheme provides additional preambles by spatially partitioning a cell coverage into multiple group regions and reducing cyclic shift size. As a result, the proposed random access scheme can accommodate a significantly large number of machine nodes with significantly lower collision probability and shorter random access delay, compared with the conventional random access scheme. Especially, in a 2 km cell, the conventional random access scheme yields a collision probability of about 38% with 30,000 machine nodes, while the proposed spatial group based random access scheme yields a collision probability of about 3% with 30,000
machine nodes.
e-헬스, 차량 간 통신 그리고 스마트 그리드와 같은 다양한 사물지능통신 서비스가 발달함에 따라서 기계노드의 수가 급격히 증가해 가고 있다. 따라서 미래 셀룰러 네트워크는 특정 시점에 수많은 기계노드들과 그들의 임의접속 요청을 수용해야 할 것이다. 본 논문에서는 미래 사물지능통신환경에서 이용 가능한 프리앰블 수를 효율적으로 증가시킬 수 있는 새로운 임의접속 기술을 제안한다. 제안하는 기술은 전체 셀 영역을 다수의 그룹영역으로 나누고 순환 이동 크기를 줄임으로써 추가적인 프리앰블 수를 제공할 수 있다. 결과적으로 제안하는 공간그룹기반 임의접속 기술은 기존 기술과 비교하여 수많은 기계노드들을 낮은 충돌확률과 짧은 지연시간으로 수용가능하다. 특히 2km 셀에서 기존 임의접속 기술은 30,000 대의 기계노드를 38%의 충돌확률로 수용하였지만 제안하는 공간그룹기반 임의접속 기술은 30,000 대의 기계노드를 3%의 충돌확률로 수용 가능하다.
