802.16中对多媒体业务QoS保证策略的设计与仿真

论文摘要

无线通信是当前发展的热点，宽带无线接入技术作为下一代通信中最具发展潜力的技术之一，备受业界的关注。为了满足未来宽带无线接入的要求，IEEE标准化组织提出了IEEE 802.16(以下简称802.16)系列标准，该标准定义了宽带无线接入空中接口的物理层和MAC(Media Access Control)层规范。随着无线通信技术的发展，各种新的业务相继出现，这些业务在带宽、延迟等方面的要求互不相同。无线城域网技术作为有竞争力的下一代无线网络技术，已经把对多种业务提供QoS(Quality of Service)支持的问题提上了日程。但由于无线信道带宽有限，往往很难做到同时满足不同业务的QoS要求。而实现QoS保障的关键之一就在于MAC的带宽调度，能否采用一种有效的MAC带宽调度架构是十分重要的。针对这一问题，802.16协议最突出的特点就是在MAC层提供了灵活的QoS机制，可以为用户提供多种业务类型。但在802.16协议中没有对具体的调度算法做出规定，因此研究MAC层的带宽调度是一个很有意义的课题。基于这一点，论文主要对802.16MAC层协议进行分析并研究其带宽分配和调度算法。论文首先介绍了802.16协议族的产生背景、发展历程、技术特点和组网应用。然后，重点阐述了802.16d的MAC层协议。接下来分析了802.16标准的QoS机制、所支持的业务类型和带宽分配机制，并在一种已有的带宽分配策略的基础之上对其进行改进，提出了一种新的带宽分配策略，可以在业务之间动态、公平地分配带宽从而提高了系统带宽的利用率，并保证各种业务的QoS特性，以完成标准中留给开发者自己定义的调度功能。然后讨论了无线网络中常见的几种调度算法，比较分析了各种业务流的调度策略，并将已有的无线分组调度算法应用到802.16的MAC层带宽调度中，研究并改进了一种有效的802.16MAC层带宽调度架构，该调度架构能对协议中定义的各种类型的业务提供QoS保障。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 相关技术研究现状
• 1.2.1 现有常用排队机制
• 1.2.2 现有几种常用无线调度算法
• 1.3 802.16协议体系
• 1.4 论文主要研究方法及结构安排
• 第2章 802.16d MAC技术的分析研究
• 2.1 802.16拓扑结构
• 2.1.1 PMP结构
• 2.1.2 Mesh结构
• 2.2 系统框架及协议栈模型
• 2.2.1 802.16系统框架
• 2.2.2 802.16d协议栈模型
• 2.3 802.16D MAC层特点
• 2.4 小结
• 第3章 802.16 MAC层的QOS相关机制
• 3.1 QoS管理
• 3.2 802.16的QoS相关机制
• 3.2.1 传输连接和业务流管理
• 3.2.2 服务等级
• 3.2.3 带宽申请和分配
• 3.2.4 MAC层QoS结构和业务调度策略
• 3.3 小结
• 第4章 两种802.16 MAC层的带宽分配策略及性能分析
• 4.1 两种带宽分配策略
• 4.1.1 带宽平均分配策略
• 4.1.2 采用最大-最小（Max-Min）公平准则的带宽分配策略
• 4.2 业务模型建模
• 4.2.1 rtPS业务建模
• 4.2.2 nrtPS业务建模
• 4.3 带宽分配策略的仿真与分析
• 4.3.1 仿真模型的建立
• 4.3.2 仿真结果分析
• 4.4 小结
• 第5章 一种802.16 MAC层调度算法及性能分析
• 5.1 基于MPFQ的802.16 QoS调度结构
• 5.1.1 基于ATM网络的MPFQ算法
• 5.1.2 一种改进的MPFQ算法
• 5.2 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文与科研成果