寬帶無線網(wǎng)絡(luò)MAC層接入技術(shù)和QoS保證研究.pdf

1、隨著寬帶無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，出現(xiàn)了很多新的業(yè)務(wù)類型。為多種類的業(yè)務(wù)提供滿足它們服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求的服務(wù)，同時(shí)盡可能地提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究的主要目標(biāo)。MAC層的信道接入技術(shù)是提供QoS保證的重要環(huán)節(jié)，因此研究寬帶無線網(wǎng)絡(luò)MAC層接入技術(shù)具有重要的意義。 本文主要針對(duì)寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)，即IEEE802.11及802.11e無線局域網(wǎng)和IEEE802.16無線城域網(wǎng)，研究了MAC層信道接入技術(shù)。 MAC層接入方

2、式主要有競(jìng)爭(zhēng)接入和中央控制的調(diào)度接入兩種。對(duì)競(jìng)爭(zhēng)接入機(jī)制的研究主要集中于無線局域網(wǎng)的分布式協(xié)調(diào)方式(DCF)和增強(qiáng)型分布式協(xié)調(diào)方式(EDCA)。本文在深入分析IEEE802.11協(xié)議和IEEE802.11e協(xié)議草案的基礎(chǔ)上，提出了對(duì)EDCA進(jìn)行性能分析的Markov模型。它考慮了內(nèi)部沖突處理機(jī)制、重傳次數(shù)限制和非理想的信道條件這三個(gè)以往被忽視的因素，比較準(zhǔn)確地描述了EDCA方式下的系統(tǒng)性能。利用這一模型，分析了包長(zhǎng)、糾錯(cuò)編碼方式的選取以

3、及競(jìng)爭(zhēng)窗口長(zhǎng)度等重要參數(shù)的選取對(duì)系統(tǒng)性能的影響。最后分析了DCF和EDCA在提供QoS保證方面的特點(diǎn)及改進(jìn)方向。 對(duì)調(diào)度接入的研究分別針對(duì)局域網(wǎng)和城域網(wǎng)兩種系統(tǒng)。局域網(wǎng)的調(diào)度接入方式有點(diǎn)協(xié)調(diào)方式(PCF)和混合控制接入方式(HCCA)兩種。本文討論了針對(duì)這兩種方式的各種調(diào)度算法，給出了對(duì)HCCA進(jìn)行調(diào)度效率分析的數(shù)學(xué)方法，并分別推導(dǎo)了HCCA中單點(diǎn)調(diào)度和多點(diǎn)調(diào)度方案的調(diào)度效率公式，通過仿真加以驗(yàn)證。文中提出一種新的多點(diǎn)調(diào)度算法S

4、A-Multipoll，設(shè)計(jì)了調(diào)度幀結(jié)構(gòu)和調(diào)度時(shí)序，分析仿真討論了它的調(diào)度效率，并與現(xiàn)有的調(diào)度算法比較。分析及仿真結(jié)果表明，新提出的調(diào)度算法調(diào)度效率較高。最后將這種算法應(yīng)用于支持會(huì)話型語音業(yè)務(wù)，將無線局域網(wǎng)與以太網(wǎng)和其它骨干網(wǎng)建立連接，給出局域網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的協(xié)議棧模型，最后仿真分析系統(tǒng)性能。 對(duì)于無線城域網(wǎng)的調(diào)度，本文深入分析了IEEE802.16協(xié)議。在協(xié)議的業(yè)務(wù)分類基礎(chǔ)上，給出了上行鏈路兩層調(diào)度的模型，并在每一層上分析比較各種