WiMax mesh網(wǎng)絡(luò)帶寬調(diào)度與信道分配問題的研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的發(fā)展，寬帶無線接入受到越來越多的關(guān)注。全球微波接入互操作性(WiMax)技術(shù)是寬帶無線接入領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一，具有傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速率高的特點，可以以較低的成本提供與有線基礎(chǔ)設(shè)施相近的服務(wù)質(zhì)量，因此具有廣闊的發(fā)展前景。目前較為成熟的WiMax技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.16-2004。該標(biāo)準(zhǔn)定義了WiMax網(wǎng)絡(luò)的兩種工作模式，即點到多點(PMP)模式和多點到多點(mesh)模式。同PMP模式相比，mesh模式在可靠性、覆蓋范

2、圍、傳輸距離等方面都有較好表現(xiàn)，但也面臨著更復(fù)雜的帶寬管理及與之相關(guān)的信道分配、路由等問題。本文針對這些問題進(jìn)行了深入研究。 集中式調(diào)度是WiMax網(wǎng)絡(luò)mesh模式下的主要調(diào)度方式，用于端到端帶寬分配。本文第三章研究了多信道WiMax mesh網(wǎng)絡(luò)中的調(diào)度問題。我們假定每個站點支持一個收發(fā)器且該收發(fā)器可以在不同信道間切換，在此基礎(chǔ)上討論了網(wǎng)絡(luò)中需要的信道個數(shù)并給出線型網(wǎng)絡(luò)上的最優(yōu)調(diào)度算法。同時，我們提出了適用于一般拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多信道

3、網(wǎng)絡(luò)的集中式調(diào)度與信道分配算法，從理論上分析了算法的時間復(fù)雜度和近似比，并通過實驗說明了該算法的有效性。實驗結(jié)果還表明，對單收發(fā)器系統(tǒng)，使用兩個信道可以獲得與多個信道相近的性能。 在第三章的基礎(chǔ)上，第四章研究了多收發(fā)器WiMax mesh網(wǎng)絡(luò)中的路由和調(diào)度問題。我們首先提出了遵循IEEE802.16協(xié)議的以最小化網(wǎng)絡(luò)干涉為目標(biāo)的路由樹構(gòu)造策略，然后給出了適用于多收發(fā)器WiMax mesh網(wǎng)絡(luò)的集中式調(diào)度算法并分析了算法性能。最后

4、，這一章通過實驗研究了信道個數(shù)和收發(fā)器個數(shù)對總傳輸時間的影響。 在WiMax mesh網(wǎng)絡(luò)中，相鄰站點可以采用非協(xié)調(diào)分布式信道接入算法進(jìn)行通信，通信前首先通過“請求-授權(quán)-授權(quán)確認(rèn)”三次握手建立連接，然后根據(jù)握手時的協(xié)商結(jié)果傳輸數(shù)據(jù)。如果握手時發(fā)生沖突，則按照二進(jìn)制指數(shù)退避算法進(jìn)行重傳。第五章建立了非協(xié)調(diào)分布式調(diào)度的性能分析模型。假定網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成規(guī)則的網(wǎng)格狀，站點始終處于飽和狀態(tài)，我們通過分析握手失敗概率與站點傳輸概率間的關(guān)系建立方