IEEE80216协议研究及呼叫接纳控制算法的设计与实现

北京邮电大学硕士学位论文IEEE802.16协议研究及呼叫接纳控制算法的设计与实现姓名：徐晓希申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：徐春秀20090224IEEE802.16协议研究及呼叫接纳控制算法的设计与实现作者：徐晓希学位授予单位：北京邮电大学相似文献(10条)1.学位论文高霞基于IEEE802.16协议带宽调度算法的研究2007当今时代，科技发展日新月异。在通信领域，随着无线通信在人们生活中扮演着越来越重要的角色，宽带无线接入技术作为其中的重要部分也有着广泛的应用前景以及巨大的发展潜力。IEEE802.16技术是一种定位于无线城域网的宽带无线接入技术，用来解决“最后一公里”的通信要求。它可以为用户提供范围更广，速率更高的宽带无线接入，在一些没有基础设施可用的地方这种无线接入的方式就更灵活。起初的802.16标准主要是固定宽带无线接入的标准，应用范围有一定的限制，现在，802.16e标准在原有基础上增加了对移动性的支持，这使得802.16标准将会有更广泛的应用空间。由于IEEE802.16在技术上有很多优势因而得到人们的广泛关注，成为宽带无线领域的一个研究热点。IEEE802.16的空中接口由物理层(PHY)和媒体接入控制(MAC)层组成。IEEE802.16的MAC层是面向连接的，不同类型的业务具有不同的服务质量(QOS)参数，从而为不同的用户应用提供相应的Qos保障，实现QoS保障的关键之一就在于MAC层的带宽调度，能否采用一种有效的MAC层带宽调度架构是十分重要的。由于在IEEE802.16协议中没有对带宽调度进行详细的说明，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，论文丰要对IEEE802.16MAC层协议进行分析并研究其带宽调度方法。论文首先介绍了各种无线接入技术的特点及其发展趋势，总结和回顾了IEEE802.16标准的产牛背景、发展历程、技术特点。然后，重点阐述了IEEE802.16的MAC层协议。接下来，讨论了有线和无线网络中常见的调度算法，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，在此基础上提出了一种用于IEEE802.16宽带无线接入系统TDD模式下的公平而有效的带宽分配调度体系，能够支持IEEE802.16标准中定义的各种类型的业务。该文提出了一种新的亏空公平优先级队列(DFPQ)算法来调度不同优先级的业务流，可以为系统提供更好的公平性。然后，我们提出了一种基于DFPQ改进的调度算法PDFPQ，从而提高了rtPS业务的QoS，通过三个实例说明了该算法是如何在服务BE业务之前去服务rtPS中的临界分组的。最后，我们用MATLAB模拟了这种算法的性能。2.学位论文张彤基于IEEE802.16协议的QoS技术研究与优化2007随着人们对语音、视频、数据等各种需求的不断增长，核心网已具有相当规模。用户终端与核心网间的“最后一英里”接入成为了当前研究的焦点。宽带无线城域网IEEE802.16协议的提出，为宽带无线接入提供了一个全球统一的标准。尽管IEEE802.16协议的MAC(MediumAccessControl)层定义了较为完备的信令体系、基于服务质量(QoS)的调度业务类型及相应的带宽请求/分配机制等机制，但是却把具体的准入控制机制、分组调度算法等机制的设计细节留给了开发者去实现。在对IEEE802.16的MAC层技术深入理解的基础上，根据对IEEE802.16系统中目前的QoS架构和一些最新文献提出的QoS架构解决方案的总结，综合其中存在的优缺点，完善了QoS架构，对基站(BS)和用户站(SS)上QoS模块的功能进行了描述，对一些重要模块的实现方法给出了建议，并描述了数据在BS与SS间传输的过程。针对现有的IEEE802.16的准入控制机制中带宽分配方案存在的问题，我们提出一种基于IEEE802.16的联合动态带宽分配的准入控制机制。提出的准入控制机制综合考虑了对固定用户和移动甩户的支持，采用动态带宽分配的方式，通过带宽借用的方法，在保证公平的对固定用户和移动用户提供服务的条件下，提高系统的带宽利用率。最后通过仿真对提出的准入控制机制的性能进行了验证。3.学位论文李锐基于IEEE802.16QoS体系的研究200820世纪90年代。两种技术的应用和发展掀起了通信的一场革命，一种是蜂窝通信，另一种是Internet。随着人们对网络带宽和速率的要求越来越高，网络发展的瓶颈也集中在所谓的“最后一公里”的接入技术上。当人们对终端的便携性提出更高的要求时，无线技术的优点逐渐体现出来了，宽带无线接入逐渐成为了现在网络研究的热点之一。宽带无线接入(BWA：BroadbandWirelessAccess)指通过无线的方式将分散的用户和核心网络连接起来，要求网络能够承载诸于语音、图像、视频和数据等多种业务的传输，并保证每种业务的服务质量。虽然无线局域网标准IEEE802.11技术获得了很大的成功，但是它在接入速率、覆盖范围、可扩展性和服务质量(QoS)等方面都有很大的局限性，因此，国际电气与电子工程协会(IEEE)为这种需求制定了一种新的全球性标准IEEE802.16，同时解决了物理层环境和QoS两方面的问题。服务质量QoS通常指用户对网络所提供的服务的满意程度，其目的就是向用户的业务流提供端到端的服务质量保证。它的度量标准包括业务可用性、延迟、延迟抖动、吞吐量和丢包率等。随着网络多媒体业务广泛的应用，服务质量也成为了衡量网络性能一个非常重要的指标。现有的IEEE802.16协议虽然已经非常完善的定义了各种业务流，同时对MAC层的核心机制如QoS参数集、业务流定义和动态业务管理等都有详细的描述，但是对其相应的QoS保证机制，包括调度算法、缓冲池处理和流量控制等，协议都没有给出定义和阐述，这些必须由设计者提供。本文在具体的IEEE802.16协议的基础上，在链路层上设计业务流QoS的构架，并分割为多个模块，同时改进了流量成型算法和队列管理算法，使之能够适应具体的应用。在此基础上，本文还提出了两层调度算法，第一层基于用户信道的调度，第二层基于用户业务流的调度算法，其中基于信道的调度算法充分考虑到无线链路不稳定性的特点，算法提出了补偿的概念并对带宽进行动态分配，使之适应当前链路的变化，同时还提出了几种可行的检测无线链路方法；基于业务流的算法改进了实时业务流调度算法EDF以适应实时业务的调度。以上所有的算法都在开源网络仿真软件NS2中仿真，仿真结果表明本文提出的QoS构架能够很好适应在链路有损情况下的IEEE802.16协议。本文共分六章，第一、二章在简单叙述无线网络的发展概况之后就IEEE802.16协议做一些简单的分析，第三章提出其合适的QoS构架，然后第四、五章着重对无线状态下的调度算法进行分析和仿真，第六章对无线城域网以后的发展做出相应的展望。4.学位论文崔蕾基于IEEE802.16协议的AdHoc网络MAC层QoS保障技术的研究与设计2008AdHoc技术已经成为当今无线通信领域研究的一个热点。随着研究的不断深入，它已经开始被当作下一代移动通信网络的一种应用方案。无线AdHoc网络的应用环境要求其必须提供一定的服务质量(QoS)保证。MAC层处在AdHoc网络协议栈的底部，是所有数据报文和控制消息在无线信道上发送/接收的直接控制者。MAC层协议能否高效地利用有限的无线资源直接影响AdHoc网络QoS能否得到最终的保障。本论文重点研究了AdHoc网络MAC层QoS保障技术。IEEE802.16Mesh模式下MAC层协议因其提供了良好的QoS保障框架，可以被应用于提供QoS支持的移动AdHoc网络中。但是IEEE802.16Mesh模式下MAC层协议标准没有对资源调度算法进行详细规范，留给设计者广泛的研究空间。因此，本文根据AdHoc网络的特点，在对资源调度算法进行设计时提高了转发实时业务的优先级，补偿网络的多跳性对其影响；在前人的动态资源预留算法基础上，改变了原有的固定步长调整方法，动态地设置资源预留调整步长，使资源分配更快更好地随着业务情况的变化而变化。本文又在MAC层创造性地加入拥塞检测模块，给出了AdHoc网络拥塞检测指标，提高了网络拥塞处理能力，完善了QoS保障机制。论文在Window平台中搭建了仿真模拟平台对所设计算法的性能进行分析，仿真结果表明，新资源调度算法和拥塞检测算法保障了AdHoc网络实时服务优先级，提高了资源利用率和网络吞吐量。本文的内容结构如下所示：第一部分介绍了AdHoc网络的产生、发展状况和特点，分析了AdHoc网络QoS保障的关键技术，其中包括体系结构、研究的技术难点等，引出了本文的研究意义及主要贡献。第二部分阐述了MAC层为提供AdHoc网络QoS保障所应该解决的问题和具有的功能。较为详细地介绍了IEEE802.11DCF机制和IEEE802.16Mesh模式的MAC层基本内容，并分析他们在QoS保障方面的性能。第三部分完善了IEEE802.16Mesh模式下MAC层的QoS保障框架，详细阐述了本文设计的MAC层资源调度算法和拥塞检测算法。第四部分介绍了仿真平台的搭建，通过平台对算法进行仿真，分析其性能。第五部分对全文进行了总结和展望，提出了下一步的发展方向。5.期刊论文肖玮.张丽.XIAOWei.ZHANGLi一个提高WiMax服务质量的带宽分配调度算法研究-电脑知识与技术2010,6(10)随着接入网络作为连接用户终端与核心网络的纽带的倍受关注,用户越来越关注数据传输的QoS(服务质量)问题.在IEEE802.16协议的MAC层定义了比较完善的QoS机制.但Qos机制中的核心问题,带宽调度算法,协议没有作出明确的阐述和定义.该文在已有典型算法基础上,吸收、采纳了已有算法中适合于IEEE802.16协议的带宽调度的方法,并结合IEEE802.16协议关于QoS的定义,提出了一个针对IEEE802.16协议的PMP(点对多点)模式下集中式的带宽分配调度算法.并在NS2模拟环境下对算法进行了测试.6.学位论文田冲无线网络跨层调度算法研究2009随着无线网络的快速发展，移动通信用户数和因特网用户数急剧增加，有限的无线资源与多媒体业务不断提高的服务质量要求之间的矛盾日益尖锐。新一代无线通信系统不仅要求具有更大的系统容量，还要支持移动多媒体业务传输，即除了提供话音业务之外，还要支持低/高速数据、图象等非话音业务的传输，同时能够满足不同用户和不同业务的服务质量（QoS）要求。无线资源调度技术是无线网络对用户提供服务质量保障的关键所在。在很多应用场景下，无线信道具有明显的资源受限和时变衰落特性，传统的基于有线网络或无线静态信道的分组调度算法无法保证无线网络用户获得很好的QoS。针对无线网络环境中的无线信道时变传输特性，设计能够在保证用户QoS的同时提高无线网络容量的调度算法是当前无线通信领域的一个研究热点。本论文以新一代通信系统中最重要的两类无线网络形态为研究背景，分别对基于IEEE802．16无线城域网和认知无线电网络的调度算法进行了系统研究，同时尝试将经济学中的相关理论引用到无线调度算法的设计中，以更好地提高系统性能和用户对服务质量的评价水平。本论文的研究成果可为下一代无线通信网络提供高效的跨层调度策略，还可为下一代无线通信系统的标准化提供参考依据。具体而言，本文的主要研究内容和创新之处在于：1．研究了IEEE802．16无线城域网中的跨层资源调度问题。首先深入研究了IEEE802．16协议对物理层和MAC层的详细规范。对物理层的自适应调制编码技术进行了深入探讨，使传输参数自适应地匹配时变的无线信道，在保证预先设定的误包率（PER）前提下实现对带宽的高效利用。IEEE802．16协议在MAC层定义了四种业务类型，不同业务类型具有各自不同的QoS需求，也就是说，调度算法需要在多种业务类型共存的场景中运行。基于上述分析，提出了一种新颖的跨层调度算法。该调度算法综合考虑无线信道状态、QoS满意程度、业