WiMAX系统中一种QoS架构的设计

论文摘要

WiMAX是为了支持无线城域网所提出的新标准。在IEEE 802.16d协议中,并未完全明确定义所有类型业务的QoS机制,这也成为当前无线网络研究中的一个热点。在现今多元化的网络中,诸如VoIP、网络音/视频流及FTP等应用,对QoS的延时、速率等提出不同的需求。与此同时,还要考虑到无线网络的一些固有特性,如位置相关性错误和突发性错误等。在诸多相关探讨的论文中,多数仅是在广意上对无线网络的带宽分配问题进行研究,缺乏对WiMAX系统的自身特点的考虑。基于此,本文定位于WiMAX系统,设计一种支持多业务、同时适应无线特性的接纳控制和带宽调度架构。本文首先介绍了WiMAX标准和QoS机制的相关基础。然后分析了IEEE 802.16d协议框架和协议中已明确定义的QoS机制部分,探讨了业务类型、业务流、QoS参数集和带宽请求机制等QoS机制的主要脉络。随后,通过分析已有无线调度算法的特点和方法,确立了WiMAX系统的调度策略。对比现有的一些调度架构后获得启示,提出了一种适应信道状态的WiMAX接纳控制机制和分级带宽调度架构。并进一步阐述了此架构的组成,设计了接纳控制算法、流量监控和二级调度机制等模块,给出相关主要策略的算法模型。在文章最后部分,通过NS-2软件对算法的仿真表明,这个调度架构能够有效地区别对待实时业务和非实时业务,满足不同类型业务的QoS需求,解决了无线信道特殊性带来的调度问题。本文提出的QoS调度架构丰富了WiMAX标准的QoS机制,为实际应用提供了理论基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 WiMAX 系统概述
• 1.1.1 WiMAX 简介
• 1.1.2 WiMAX 的技术特点
• 1.2 QoS 机制的开发背景
• 1.2.1 QoS 简介
• 1.2.2 QoS 的主要功能
• 1.2.3 WiMAX 系统中QoS 机制的主要研究内容
• 1.3 开发QoS 的必要性及意义
• 1.4 本文工作和论文结构
• 1.4.1 本文工作
• 1.4.2 论文结构
• 第二章 802.16 标准及QoS 机制分析
• 2.1 IEEE 802.16d 的体系结构
• 2.1.1 物理（PHY）层
• 2.1.2 媒体接入控制（MAC）层
• 2.2 QoS 机制分析
• 2.2.1 业务类型
• 2.2.2 业务流
• 2.2.3 动态业务流
• 2.2.4 分类器
• 2.2.5 请求机制
• 2.2.6 带宽分配
• 2.2.7 业务调度
• 2.3 本章小结
• 第三章 QoS 架构的分析与设计
• 3.1 对现有架构的研究
• 3.2 接纳控制
• 3.2.1 UGS 业务连接的接纳控制
• 3.2.2 rtPS 业务连接的接纳控制
• 3.2.3 nrtPS 业务连接的接纳控制
• 3.2.4 BE 业务连接的接纳控制
• 3.3 分级分组调度
• 3.3.1 调度控制器
• 3.3.2 流量监控
• 3.3.3 实时调度器
• 3.3.4 非实时调度器
• 3.3.5 BE 调度器
• 3.3.6 总调度器
• 3.4 本章小结
• 第四章 仿真与结果分析
• 4.1 NS-2 简介
• 4.2 实验环境
• 4.3 参数设定
• 4.4 仿真结果
• 4.4.1 实时业务
• 4.4.2 非实时业务
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读学位期间公开发表的论文
• 致谢
• 详细摘要