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802.16 QoS调度和越区切换优化研究

作　者: 郭舒婷
导　师: 金志刚
学　校: 天津大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: QoS架构 越区切换 WiMAX 链路自适应
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 32次
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内容摘要


当今通信领域有广泛应用前景与巨大发展潜力的莫过于宽带无线接入技术。IEEE802.16(WiMAX)技术是能够提供用户级QoS保障的一种新兴接入技术,其QoS保证主要依赖于MAC层技术的支撑。IEEE802.16提供的QoS接口机制可以为不同类型的业务提供相应的QoS保障,但从未提出具体的QoS实现方法,越区切换方案也较单一。本文在研究了802.16标准MAC层协议的基础上,对QoS架构、调度算法和越区切换机制进行了深入研究。针对IEEE802.16d物理层OFDM标准,提出了适用于IEEE802.16d系统的自适应调制编码方案。此外,针对802.16e标准对移动性支持的特点,本课题也引入了对移动WiMAX越区切换的研究与仿真。本课题的主要工作包括QoS类的添加,QoS需求的管理,单播和竞争请求机会机制,重点是为UGS,rtPS和BE这三种QoS业务类调度算法的设计;同时基于节点在移动WiMAX网络中二层切换过程的详细分析,探讨控制Link Going Down触发器触发扫描过程快慢的lgd_factor值对数据吞吐量和传输延时的影响。编程语言是C++与Otcl,数据分析工具是Gnuplot工具和Gawk语言。仿真结果进行了对数据吞吐量和平均传输时延的观察与分析,表明所设计的QoS架构和调度算法符合IEEE802.16标准所定义的QoS类的描述,并可以为802.16无线宽带接入系统提供有效可靠的QoS保证。而节点在移动WiMAX网络中进行二层切换,仿真结果也证明了扫描被触发的越早,切换过程对通信持续性能影响越低。最后仿真测试了不同调制和编码方式下数据吞吐量的性能,对自适应调制编码方案做了前期的正面论证。

全文目录


中文摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-11
  1.1 课题研究背景及意义  7-8
  1.2 研究方向概况  8-9
    1.2.1 宽带无线接入技术（BWA)  8
    1.2.2 宽带无线城域网技术（WiMAX）的特点及优势  8-9
  1.3 本文的研究工作及章节划分  9-11
    1.3.1 本文研究的主要内容  9-10
    1.3.2 论文组织架构  10-11
第二章 802.16 标准MAC 层协议和QoS 相关技术  11-21
  2.1 物理层概况  11
  2.2 MAC 层简介  11-17
    2.2.1 特定服务汇聚子层（CS)  12
    2.2.2 公共部分子层（CPS)  12-17
    2.2.3 安全子层（SS）  17
  2.3 802.16 标准QoS 的架构和目标  17-18
  2.4 分组调度算法与链路自适应技术  18-21
    2.4.1 概述  18-19
    2.4.2 无线环境下的QoS 分组调度算法  19
    2.4.3 链路自适应技术  19-21
第三章 具有QoS 保障的WiMAX 架构优化设计与实现  21-33
  3.1 概述  21
  3.2 MAC 类的构建  21-23
  3.3 动态业务流管理的设计  23-24
  3.4 轮询请求的实现  24-27
    3.4.1 单播轮询请求  24-25
    3.4.2 竞争轮询请求  25-27
  3.5 调度算法的设计与实现  27-31
    3.5.1 主动授予（UGS）业务调度设计  28-29
    3.5.2 实时轮询（rtPS）业务调度设计  29-30
    3.5.3 尽力而为（BE）业务调度设计  30-31
  3.6 链路自适应模块的设计  31-33
第四章 WiMAX 的移动性和越区切换技术研究  33-43
  4.1 802.16e 对移动性的支持  33-34
  4.2 WiMAX 网络越区切换优化研究  34-41
    4.2.1 二层切换  34-37
    4.2.2 MIH 架构、邻区发现与三层切换  37-41
  4.3 移动WiMAX 的定位  41
  4.4 总结  41-43
第五章 仿真方案的模型实现和结果  43-52
  5.1 仿真模型与实验环境介绍  43-44
  5.2 仿真场景的设定  44-47
    5.2.1 实时轮询（rtPS）业务调度算法性能分析与比较  44-45
    5.2.2 移动WiMAX 越区切换设计仿真性能  45-47
  5.3 仿真结果及分析  47-52
第六章 工作总结与展望  52-54
  6.1 工作总结  52
  6.2 下一步研究方向与展望  52-54
参考文献  54-56
发表论文和科研情况说明  56-57
致谢  57

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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