IEEE 802.16系统的QoS机制研究

论文摘要

作为一种新兴的网络技术,IEEE 802.16因其高效的性能和低廉的成本而被认为是替代传统接入手段的有效技术。然而,随着VoIP、视频会议、网络游戏和流媒体等新型多媒体业务的普及,影响IEEE 802.16协议开展应用的一个因素便是如何为不同类型的业务提供多样化的QoS保证。尽管为不同业务定义了不同的调度服务类型,但是如何根据调度服务类型而进行有效的资源管理,IEEE 802.16协议却没有指明。针对这一问题,本文首先在对IEEE 802.16协议和当前研究分析的基础上,提出了一个涵盖调度算法、接纳控制和队列管理等算法的QoS保障体系结构,并为该体系结构中的上行请求/授权调度模块设计了三种调度算法:基于最早时限优先算法的轮询算法(EBRRSA)、基于时间界限的ON/OFF调度树算法(DBOSTA)和基于令牌环的轮询算法(TBRRSA)。随后,基于上述的QoS保障体系,本文在NS2网络仿真器中实现了包含有上述三种上行请求/授权调度算法的IEEE 802.16 QoS仿真模块。通过使用该仿真模块,本文对上述三种上行请求/授权调度算法进行了性能评估。通过仿真分析本文得出如下结论:从综合性能上来讲,基于时间界限的ON/OFF调度树算法(DBOSTA)是上述三种调度算法中最优秀的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究工作的背景和意义
• 1.2 本文主要工作和内容安排
• 第二章 IEEE 802.16 系统概述
• 2.1 IEEE 802.16 协议简介
• 2.2 WirelessMAN-OFDM 基础
• 2.3 IEEE 802.16 MAC 层工作原理
• 2.3.1 连接和服务流
• 2.3.2 分组汇聚和分类
• 2.3.3 MAC PDU 格式
• 2.3.4 MAC 服务原语
• 2.3.5 带宽请求和分配
• 第三章 IEEE 802.16 的QoS 管理
• 3.1 IEEE 802.16 QoS 系统的结构
• 3.1.1 IEEE 802.16 中的调度服务
• 3.1.2 IEEE 802.16 中的接纳控制
• 3.2 IEEE 802.16 QoS 的研究现状
• 3.3 本文设计的QoS 体系架构
• 3.4 上行请求/授权调度算法的设计
• 3.4.1 基于EDF 算法的轮询策略
• 3.4.2 基于最终期限的ON/OFF 调度树
• 3.4.3 基于令牌环的轮询算法
• 第四章 IEEE 802.16 仿真模块的设计和实现
• 4.1 仿真环境的设计
• 4.1.1 模式和参数的设置
• 4.1.2 仿真组件的设计
• 4.2 MAC 协议的设计
• 4.2.1 BS 端的设计
• 4.2.2 SS 端的设计
• 4.3 信息管理算法的设计
• 4.4 其他算法的选择和设计
• 4.4.1 缓存管理算法
• 4.4.2 发送调度算法
• 4.4.3 上行帧的划分
• 4.4.4 业务源模型
• 第五章 仿真结果与分析
• 5.1 仿真场景的设置
• 5.1.1 业务均衡场景
• 5.1.2 业务非均衡场景
• 5.1.3 评价标准和性能准则
• 5.2 均衡场景的仿真和分析
• 5.2.1 复杂度分析
• 5.2.2 吞吐量分析
• 5.2.3 服务率分析
• 5.2.4 丢包率分析
• 5.2.5 公平性分析
• 5.2.6 时延分析
• 5.3 非均衡场景的仿真和分析
• 5.3.1 复杂度分析
• 5.3.2 吞吐量分析
• 5.3.3 服务率分析
• 5.3.4 丢包率分析
• 5.3.5 公平性分析
• 5.3.6 时延分析
• 5.4 仿真结果总结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果