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随着通信技术不断变革,万物感知和万物互联成为通信行业中一个崭新的发展增长点,基于蜂窝通信的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)作为目前应用最广泛的窄带无线电技术,相比第四代移动通信(The 4th Generation mobile communication,4G)网络具有强覆盖、小功率、低成本、大连接等关键特征。然而,大量的物联网设备会引起网络管理问题,对系统中有限的资源进行合理分配及灵活调用以满足具体应用场景下的要求成为NB-IoT研究的重要课题。所以本文对NB-IoT网络调度层面进行优化设计并验证可行性。首先本文基于文献研究,梳理了国内外物联网技术的研究现状,说明NB-IoT具有研究价值,简单介绍了窄带物联网技术和本文研究的目的,并分析研究现状的不足之处;然后介绍NB-IoT的关键技术,其中详细描述了信道资源调度过程;随后文章重点研究NB-IoT调度算法,分别对调度的三个过程进行算法优化,目的是提升网络可靠性;最后本文使用网络模拟器3(Network Simulation 3,NS3)仿真模拟器验证算法的可行性。(1)基站对UE的调度优先级排序问题,目前调度资源的顺序按照队列的原则进行,为解决传统的先进先出的队列在网络高负载时可能造成的拥堵,本文提出最早到期优先(Earliest Due Date Frist,EDDF)和最短传输时间优先(Shortest Processing Time Frist,SPTF)组合的优先级排序方案,在调度开始之前先对存储UE信息的链表按照规则重新排序,仿真结果表明在网络负载较低时EDDF发挥主要作用,在网络负载较高时SPTF发挥主要作用,能够提升整体性能。(2)在确定UE的调度优先级之后,需要为UE调度上下行资源,本文对NB-IoT下行资源调度进行算法设计,NB-IoT的调度方法延续LTE的调制编码方案(Modulation and Coding Scheme,MCS)自适应调度方法,而NB-IoT下行时频资源所占大小由重复和MCS两个维度确定,又考虑到基站调度的终端可能属于不同覆盖等级,其测得的信号强度瞬速变化,可能出现自适应参数调整不及时的情况出现,所以提出了基于覆盖增强级别(Coverage Enhancement level,CE Level)分类的下行链路自适应算法,对不同CE等级的终端执行下行链路自适应。相对于传统单维的基于重复或基础MCS的方法在信号质量较差的环境下,性能有明显提升,而且在大范围覆盖情况下,基于CE分类的链路自适应表现优于非分类的链路自适应。(3)上行链路在频域上可以使用单载波或多载波传输数据,为了更加合理分配信道资源,对上行数据传输调度资源时提出拉格朗日方法寻找最优的上行重复次数和子载波数量,以最小时延为目标函数,限制条件是保证信道质量大与目标阈值,延时越小其他UE上行传输数据等待时间越短,可以在单位时间内调度更多UE,提高系统总体容量。(4)目前,NS3模拟器中的NB-IoT模块是由完整的LTE模块修改而来,主要是对上行和功耗做了修改。本文对现有NB-IoT模块的下行链路搜索初始子帧方法做出改进;并修改模块能够设置固定的重复次数和子载波数,方便后续对比实验;使用NS3对智慧社区建模并实现调度算法,得出结论。