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面向2020年及未来，移动通信业务量和资源需求将与日俱增，与此同时，机器类通信(MachineTypeCommunications，MTC)业务将越来越广泛和多样化。MTC中有一类重要应用场景要求在支持海量设备数的同时提供高可靠低迟延的服务质量，不同于传统移动通信中主要解决传输速率和频谱效率问题，此类场景业务面临的新挑战是要满足高可靠低迟延的要求，目前该方面的无线资源分配优化还没有好的解决方案。因此，本文针对该应用场景探讨MTC中高可靠低迟延无线资源优化问题，主要工作如下：
1.针对目前MTC中高可靠低迟延无线资源优化研究存在问题，本文提出了一种大规模机器类通信(massiveMachineTypeCommunications，mMTC)中基于功率控制的高可靠低迟延上行无线资源优化方案。考虑时分双工(TimeDivisionDuplexing，TDD)蜂窝网络，首先，本文利用多天线TDD基站的测距能力，设计上行链路传输的反向功率控制方案，建立上行无线资源优化模型，在确保总带宽满足可靠性和迟延的性能前提下，通过优化子信道的数量、带宽及每个用户信道增益的门限值来最小化系统所需的总带宽；然后，提出了一种基于黄金分割搜索最优的传输错误概率算法；进一步，给出了一种最小化系统所需的总带宽算法，可为每个用户分配多个子信道，用户通过判断信道增益是否超过门限值来选择子信道。最后，仿真实验验证了本文方案对迟延和可靠性的改进，以及总带宽、功耗等方面的性能优势。
2.针对MTC应用场景的业务特征和服务质量要求，本文考虑基于非正交多址(Non-OrthogonalMultipleAccess，NOMA)的MTC中短分组/短编码块传输，探讨MTC中基于NOMA的高可靠低迟延无线资源优化问题。首先，上行传输是基于NOMA的MTC通信的瓶颈，考虑无线蜂窝网络中支持NOMA和高可靠低迟延性能要求，提出了一个基于可实现速率的传输模型，建立了上行无线资源优化的系统模型；然后，分析了上行传输迟延，导出了基于距离的链路可靠性函数；进一步，以迟延、可靠性和带宽为约束条件，提出了一种最大化中心用户和速率的无
线资源分配算法，并给出了所提算法的收敛性证明和复杂度分析；最后，实验仿真验证了所提算法的性能优势。
1.针对目前MTC中高可靠低迟延无线资源优化研究存在问题，本文提出了一种大规模机器类通信(massiveMachineTypeCommunications，mMTC)中基于功率控制的高可靠低迟延上行无线资源优化方案。考虑时分双工(TimeDivisionDuplexing，TDD)蜂窝网络，首先，本文利用多天线TDD基站的测距能力，设计上行链路传输的反向功率控制方案，建立上行无线资源优化模型，在确保总带宽满足可靠性和迟延的性能前提下，通过优化子信道的数量、带宽及每个用户信道增益的门限值来最小化系统所需的总带宽；然后，提出了一种基于黄金分割搜索最优的传输错误概率算法；进一步，给出了一种最小化系统所需的总带宽算法，可为每个用户分配多个子信道，用户通过判断信道增益是否超过门限值来选择子信道。最后，仿真实验验证了本文方案对迟延和可靠性的改进，以及总带宽、功耗等方面的性能优势。
2.针对MTC应用场景的业务特征和服务质量要求，本文考虑基于非正交多址(Non-OrthogonalMultipleAccess，NOMA)的MTC中短分组/短编码块传输，探讨MTC中基于NOMA的高可靠低迟延无线资源优化问题。首先，上行传输是基于NOMA的MTC通信的瓶颈，考虑无线蜂窝网络中支持NOMA和高可靠低迟延性能要求，提出了一个基于可实现速率的传输模型，建立了上行无线资源优化的系统模型；然后，分析了上行传输迟延，导出了基于距离的链路可靠性函数；进一步，以迟延、可靠性和带宽为约束条件，提出了一种最大化中心用户和速率的无
线资源分配算法，并给出了所提算法的收敛性证明和复杂度分析；最后，实验仿真验证了所提算法的性能优势。