WiMAX無線網(wǎng)絡(luò)QoS測量及優(yōu)化研究.pdf

1、WiMAX（全球微波互聯(lián)接入）無線通信技術(shù)在近幾年里發(fā)展迅速，在全球建立了多個實驗網(wǎng)絡(luò)。IEEE802.16協(xié)議標準里定義了五種不同的服務(wù)流，每種連接都有不同的業(yè)務(wù)流與之相對應(yīng)。標準針對不同業(yè)務(wù)流定義了詳細的QoS(Quality of Service)參數(shù)，但是對業(yè)務(wù)流的接納控制、調(diào)度算法和擁塞控制缺乏具體說明。完善的QoS保證是WiMAX系統(tǒng)的一大亮點，有效的上行鏈路和下行鏈路調(diào)度算法、接入控制算法和擁塞控制算法對QoS的保證具有重

2、大意義。基于測試獲得網(wǎng)絡(luò)的各種狀態(tài)參數(shù)及其動態(tài)變化趨勢，本論文研究了如何在無線通信網(wǎng)絡(luò)中提升用戶的服務(wù)質(zhì)量的問題。論文主要研究工作及成果如下：
　?。?）研究了實時流媒體業(yè)務(wù)低包頭開銷的調(diào)度問題。實時流媒業(yè)務(wù)調(diào)度過程中，子包頭的大小隨著基站調(diào)度每幀的用戶數(shù)目增多而增大，包頭占據(jù)大量開銷。本文提出一種有效的調(diào)度算法來最大程度減少上行鏈路調(diào)度過程中包頭的開銷。本文首先使用最早截止時間調(diào)度算法對用戶進行調(diào)度；對于剩余帶寬的分配，本文采用

3、批量馬爾科夫到達過程來預測實時流媒體的業(yè)務(wù)到達速率，并運用牛頓插值法預測基站響應(yīng)時間；基于預測值和實際值的不同，提出的調(diào)度算法能自適應(yīng)調(diào)節(jié)誤差，從而準確地預測應(yīng)為用戶分配的帶寬，并預分配帶寬給用戶。提出的調(diào)度算法減少了在一幀中調(diào)度用戶的數(shù)量，以降低在 WiMAX上行鏈路調(diào)度的開銷。仿真結(jié)果顯示，該算法與現(xiàn)有算法相比不僅能提供QoS保證，而且也能大幅減少包頭開銷。
　　（2）研究了上行鏈路調(diào)度問題。通過對現(xiàn)有的調(diào)度算法進行分析，本文

4、依據(jù)不同業(yè)務(wù)的QoS需求提出了分層調(diào)度算法。在對實時流媒體上行鏈路調(diào)度中，本文提出緊急差額輪循調(diào)度算法。該算法考慮了對網(wǎng)絡(luò)層和視頻應(yīng)用層的支持，修改和拓展了差額輪循調(diào)度算法，對差額輪循調(diào)度算法進行延遲緊急程度的加權(quán)。與傳統(tǒng)輪循調(diào)度算法和加權(quán)輪循算法相比，緊急差額輪循調(diào)度算法能夠在一定程度上降低實時突發(fā)視頻業(yè)務(wù)的端對端延時和延時抖動，提升系統(tǒng)的吞吐量，從而進一步滿足實時傳輸?shù)囊蟆?br>　　（3）研究了WiMAX網(wǎng)絡(luò)中的用戶接入控制和擁

5、塞控制問題。通過對業(yè)務(wù)流進行實時測量，動態(tài)估計相應(yīng)的QoS參數(shù)，本文提出一種基于QoS參數(shù)測量值的動態(tài)接納控制算法。同時，考慮到實際無線鏈路的差錯控制對上層的影響，本文提出一種擁塞控制算法。該算法通過運用基于（M，N）統(tǒng)計測量方式的端到端丟包區(qū)分算法來判斷網(wǎng)絡(luò)中的擁塞程度，以進一步減緩鏈路擁塞。仿真結(jié)果顯示，提出的接入控制算法和擁塞控制算法能夠有效改善用戶的服務(wù)質(zhì)量和提升系統(tǒng)的性能。
　　（4）研究了下行鏈路調(diào)度問題。加權(quán)比例公平