WiMAX無(wú)線網(wǎng)絡(luò)QoS測(cè)量及優(yōu)化研究.pdf

1、WiMAX（全球微波互聯(lián)接入）無(wú)線通信技術(shù)在近幾年里發(fā)展迅速，在全球建立了多個(gè)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)。IEEE802.16協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)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(duì)應(yīng)。標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)不同業(yè)務(wù)流定義了詳細(xì)的QoS(Quality of Service)參數(shù)，但是對(duì)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(shuō)明。完善的QoS保證是WiMAX系統(tǒng)的一大亮點(diǎn)，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(duì)QoS的保證具有重

2、大意義?；跍y(cè)試獲得網(wǎng)絡(luò)的各種狀態(tài)參數(shù)及其動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)，本論文研究了如何在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中提升用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量的問(wèn)題。論文主要研究工作及成果如下：
　?。?）研究了實(shí)時(shí)流媒體業(yè)務(wù)低包頭開(kāi)銷(xiāo)的調(diào)度問(wèn)題。實(shí)時(shí)流媒業(yè)務(wù)調(diào)度過(guò)程中，子包頭的大小隨著基站調(diào)度每幀的用戶(hù)數(shù)目增多而增大，包頭占據(jù)大量開(kāi)銷(xiāo)。本文提出一種有效的調(diào)度算法來(lái)最大程度減少上行鏈路調(diào)度過(guò)程中包頭的開(kāi)銷(xiāo)。本文首先使用最早截止時(shí)間調(diào)度算法對(duì)用戶(hù)進(jìn)行調(diào)度；對(duì)于剩余帶寬的分配，本文采用

3、批量馬爾科夫到達(dá)過(guò)程來(lái)預(yù)測(cè)實(shí)時(shí)流媒體的業(yè)務(wù)到達(dá)速率，并運(yùn)用牛頓插值法預(yù)測(cè)基站響應(yīng)時(shí)間；基于預(yù)測(cè)值和實(shí)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(zhǔn)確地預(yù)測(cè)應(yīng)為用戶(hù)分配的帶寬，并預(yù)分配帶寬給用戶(hù)。提出的調(diào)度算法減少了在一幀中調(diào)度用戶(hù)的數(shù)量，以降低在 WiMAX上行鏈路調(diào)度的開(kāi)銷(xiāo)。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(kāi)銷(xiāo)。
　?。?）研究了上行鏈路調(diào)度問(wèn)題。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有的調(diào)度算法進(jìn)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(duì)實(shí)時(shí)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(duì)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(duì)差額輪循調(diào)度算法進(jìn)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(shí)時(shí)突發(fā)視頻業(yè)務(wù)的端對(duì)端延時(shí)和延時(shí)抖動(dòng)，提升系統(tǒng)的吞吐量，從而進(jìn)一步滿(mǎn)足實(shí)時(shí)傳輸?shù)囊蟆?br>　?。?）研究了WiMAX網(wǎng)絡(luò)中的用戶(hù)接入控制和擁

5、塞控制問(wèn)題。通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)流進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，動(dòng)態(tài)估計(jì)相應(yīng)的QoS參數(shù)，本文提出一種基于QoS參數(shù)測(cè)量值的動(dòng)態(tài)接納控制算法。同時(shí)，考慮到實(shí)際無(wú)線鏈路的差錯(cuò)控制對(duì)上層的影響，本文提出一種擁塞控制算法。該算法通過(guò)運(yùn)用基于（M，N）統(tǒng)計(jì)測(cè)量方式的端到端丟包區(qū)分算法來(lái)判斷網(wǎng)絡(luò)中的擁塞程度，以進(jìn)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(hù)的服務(wù)質(zhì)量和提升系統(tǒng)的性能。
　?。?）研究了下行鏈路調(diào)度問(wèn)題。加權(quán)比例公平