基于IEEE 802.16e仿真平台的设计及调度算法分析

论文摘要

IEEE 802.16e是IEEE 80252作组在IEEE 802.16d的基础上提出来的协议标准，是IEEE 802.16d的增补方案，它在2～6GHz的特许频段内支持低速的移动终端，提供了一种既能提供高速数据业务又使用户具有移动性的宽带无线接入解决方案。该标准定义了无线宽带城域网MAC层和物理层技术规范。在MAC层，标准将不同的业务流分为UGS、ErtPS、rtPS，nrtPS和BE五种类型，对五种业务类型的调度过程给予了详细的功能说明，但就具体实现所用的调度算法没有给出，因此值得进一步研究，调度算法的好坏直接影响系统资源利用率和吞吐量。本文主要探讨了802.16e仿真平台的开发设计和实现，并且探讨了在仿真平台实现过程中所用的调度算法。在对802.16e无线宽带城域网MAC层和物理层进行详细分析的基础上，设计开发了802.16e仿真平台，文中就仿真平台中所涉及到的模块及模块功能给予了详细的说明，另外还介绍了在整个系统中比较重要的三个流程：入网初始化、服务流连接管理、切换，并对三个具体实现流程给予了图解。同时文中详细分析了三种调度算法：Weighted Round Robin算法、MAX C／I算法和PF算法；并且对三种算法通过使用OPNET仿真获得系统吞吐量，通过系统吞吐量值进一步得到三种算法的公平性指数，根据这些数据画图可以更直观的比较三种调度算法，既而得出PF算法是三种算法中的最佳算法。最后文中又详细介绍了PF算法在仿真平台中的实现过程。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 无线互联网标准体系结构介绍
• 1.3 论文的选题意义及论文的成果
• 1.4 论文的结构
• 第二章 背景及相关知识
• 2.1 无线城域网标准发展历史
• 2.2 IEEE 802.16e协议简介
• 2.2.1 802.16-2005的协议模型
• 2.2.2 物理层
• 2.2.3 MAC层
• 第三章 802.16e仿真平台的设计与实现
• 3.1 仿真平台中模块划分及功能
• 3.1.1 仿真平台中的模块
• 3.1.2 模块的功能
• 3.1.3 BS端和 MS端处理流程
• 3.2 仿真平台流程简介
• 3.3 仿真平台实现流程
• 3.3.1 入网初始化
• 3.3.2 服务流连接管理
• 3.3.3 切换
• 第四章 调度算法实现
• 4.1 调度服务
• 4.1.1 UGS服务
• 4.1.2 Extended rtPS服务
• 4.1.3 rtPS服务
• 4.1.4 nrtPS服务
• 4.1.5 BE服务
• 4.2 调度模块功能
• 4.3 调度算法分析
• 4.3.1 Weighted Round Robin算法
• 4.3.2 MAX C/I算法
• 4.3.3 PF算法
• 4.3.4 系统仿真结果及分析比较
• 4.4 PF调度算法实现
• 4.4.1 PF调度算法的应用
• 4.4.2 PF算法调度实现
• 第五章 总结语
• 5.1 主要的研究成果
• 5.2 问题和不足
• 参考文献
• 致谢