基于WiMAX的MAC层QoS保证机制及带宽调度算法研究

论文摘要

基于IEEE802.16标准的WiMAX无线城域网技术已经成为3G标准,以其高传输带宽、多类型业务支持能力以及灵活高效的组网方式,使其发展前景更为广阔。WiMAX定义了四种不同的业务类型及相应的QoS标准,但是并没有明确定义保障QoS实现的具体方式。接入控制、流量控制和带宽调度算法都是影响QoS的因素,对这些机制的研究不仅仅适用于WiMAX网络,也适用于其它的无线网络,因此它们都是目前的研究热点,本文选择带宽调度算法作为主要研究方向。论文阐述了IEEE 802.16的MAC层架构体系,分析其QoS相关保障机制。讨论了有线和无线网络中常见的调度算法,分析各类业务流调度策略,并在己有的调度算法基础上改进,设计了一种适合于WiMAX系统MAC层的基于预留的动态补偿算法,采用两级调度架构,包含基于预留的一级调度器和四个针对不同业务的二级调度器,并引入各业务流间的动态补偿机制,实现业务流调度的长期公平性。最后,通过仿真工具验证了提出改进算法在性能上的提高。在NS仿真环境下,论文提出的带宽调度算法在公平性、时延、系统带宽利用率等方面具有一定优势。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略词表
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 WiMAX 的应用
• 1.3 论文研究的意义及本人工作
• 1.4 论文的结构
• 第二章WiMAX 体系结构及QoS 保障机制研究
• 2.1 IEEE 802.16 标准体系简介
• 2.2 WiMAX 体系结构
• 2.3 WiMAX QoS 保障机制
• 2.3.1 连接与服务流概念
• 2.3.2 业务类型介绍
• 2.3.3 带宽请求与分配机制
• 2.4 IEEE802.16 MAC 层QoS 架构
• 2.5 本章小结
• 第三章 带宽调度算法的研究
• 3.1 调度概述
• 3.2 有线调度算法
• 3.3 无线调度算法
• 3.3.1 基于两状态的无线调度算法
• 3.3.2 基于GPS 模型的调度算法
• 3.3.3 基于差错补偿的调度算法
• 3.3.4 基于衰落信道的无线调度算法
• 3.4 本章小结
• 第四章 WiMAX MAC 层带宽调度研究
• 4.1 概述
• 4.2 WiMAX 各业务类型的调度特点
• 4.3 现有的WiMAX 带宽调度策略
• 4.4 改进的WiMAX 调度算法
• 4.4.1 两级调度体系结构
• 4.4.2 第一层调度
• 4.4.3 第二层调度
• 4.5 本章小结
• 第五章 仿真与结果分析
• 5.1 NS 仿真介绍
• 5.2 基于NS-2 的WiMAX 仿真模块
• 5.3 算法仿真结果分析
• 5.3.1 场景一
• 5.3.2 场景二
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献