Scheduling and Routing Algorithms for WiMax Mesh Networks.pdf

1、象視頻和音頻流、在線游戲、視頻會議,口語音(VoIP)和文件傳輸協(xié)議這些應用(FTP)需要范圍廣泛的服務質(zhì)量要求,例如帶寬和延時。現(xiàn)有的無線技術能夠滿足不同種類流量的要求,但部署到農(nóng)村地區(qū)和“最后一英里”接入的代價昂貴。WiMax為無線寬帶接入支持多樣化的應用提供了可以承擔得起的一種選擇。
　　 無線城域網(wǎng)(WMANs)的標準IEEE802.16,包括了網(wǎng)狀操作模式用于提高網(wǎng)絡的覆蓋面和吞吐量。
　　 IEEE802.1

2、6標準為WiMax的MAC層和PHY層提供了規(guī)范。MAC層規(guī)范中的兩個關鍵部分是調(diào)度和路由。調(diào)度解決帶寬競爭并確定用戶的傳輸順序,而路由是網(wǎng)絡中選擇路徑的過程。
　　 為了提供預想的網(wǎng)絡覆蓋和數(shù)據(jù)率,即使在不平坦的地形,使用多跳通信似乎是合適的。因此,WiMax支持網(wǎng)狀模式,不像傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng),節(jié)點在與基站沒有直接連接時也能夠通信。
　　 在IEEE802.16網(wǎng)狀網(wǎng)絡中,與網(wǎng)狀網(wǎng)之外的服務有直接的連接的節(jié)點稱為基站(M

3、BS)。網(wǎng)狀網(wǎng)中其它的節(jié)點稱為用戶站(MSS)。這些節(jié)點都是固定的。即標準不支持移動性。標準詳細說明了網(wǎng)狀網(wǎng)的集中式調(diào)度方案。在這種調(diào)度方案中。用戶站點將他們的數(shù)據(jù)傳輸要求和到鄰居的鏈路質(zhì)量通知基站?；臼褂猛負湫畔⒁约懊總€用戶站點的要求來決定路由和調(diào)度。MAC層使用的方法是TDMA,資源是根據(jù)每幀的時間槽進行分配。標準既沒有指定算法調(diào)度時間槽給不同的用戶站點,也沒有規(guī)定任何路由算法。調(diào)度和路由對系統(tǒng)的性能有重大的影響,并在很大程度上決

4、定不同用戶端到端的服務質(zhì)量。
　　 本文提出了兩個集中武調(diào)度算法,一個是IEEE802.16網(wǎng)狀模式中保證QoS需求的QoS機制和基站調(diào)度程序,以及一種新型的基站調(diào)度算法(NBSS)。另外還提出了一種自適應流量負載均衡的路由算法。
　　 為確保滿足QoS要求,IEEE802.16的基站必須運行為連接之間分配時間槽的算法。算法在IEEE802.16規(guī)范中沒有定義,而是一種開放的可選擇的實現(xiàn)。提出的QoS機制是通過修改IEE

5、E802.16 PMP模式默認的QoS機制實現(xiàn)的。提出的QoS機制與IEEE802.16默認的QoS機制的性能通過仿真進行了比較。仿真結(jié)果表明,默認的QoS機制引起了至少100毫秒的延時,這使得它不適合實時和多媒體服務。
　　 NBSS的主要思想是基于節(jié)點的流量要求和基于優(yōu)先級調(diào)度(PBS)提供混合的區(qū)分服務。較低流量要求的節(jié)點賦予相對較高的優(yōu)先級。大量的分析和仿真結(jié)果表明,NBSS可以減少MSS節(jié)點的平均延時,為更多的MSS節(jié)

6、點服務。
　　 ATLB提供一種機制驅(qū)使部分流量從繁忙的AP節(jié)點轉(zhuǎn)移到輕負載的AP節(jié)點,平衡WMN的流量。因為路由算法的特性以及無線網(wǎng)狀網(wǎng)中有多個AP接入點,每個AP節(jié)點的流量負載是完全不同的。WMN中路由算法固定的特性導致在一段特別的時期內(nèi)一個AP節(jié)點可能非常的繁忙而其他的AP節(jié)點負載很輕。流量負載集中在AP節(jié)點會導致網(wǎng)絡擁塞,增加包丟失率,降低網(wǎng)絡的性能。ATLB發(fā)現(xiàn)重負載或者超負載的節(jié)點。然后平衡WMN的流量負載。它包括下