随着无线通信与网络技术的迅猛发展,人们获得的移动服务越来越普及,越来越多样化,WiMAX作为一项新兴技术,能够在比Wi-Fi更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽带连接性,由此支持企业客户享受T1类服务以及居民用户拥有相当于线、DSL的访问能力。凭借其在任意地点的1~6英里覆盖范围,WiMAX将可以为高速数据应用提供更出色的移动性。此外,凭借这种覆盖范围和高吞吐率,WiMAX还能够提供为电信基础设施、企业园区和Wi-Fi热点提供服务。WiMAX无线通信网络将承载话音、数据、多媒体业务等多种业务,因此,如何保证其服务质量(QoS)是一个至关重要的问题。　　为了保证无线通信系统的服务质量,常常以降低带宽利用率为代价。众所周知,在无线网络中,带宽资源是十分宝贵的资源。因此,迫切需要一种有效的带宽分配机制,在保证多业务对服务质量(QoS)不同需求的前提下,尽可能充分地利用无线带宽资源。在本文中,将探讨:基于IEEE802.16协议分层的MAC调度机制和,在宽带无线网络中,保证多业务服务质量的动态带宽分配算法。分成三大部分:第一部分研究基于分层的MAC调度机制和保障公平性的带宽调度算法,建立服务质量(QoS)保证机制的基本框架;第二部分研究基于连接的动态带宽分配准入控制机制;第三部分研究基于实时业务的自适应动态带宽分配调度策略。　　在第一部分中,介绍IEEE802.16协议所定义的WiMAX系统的架构,与已有的文献提出的集中带宽分配方案,这些方案都只考虑到了上行链路子帧的调度,并且默认为上行链路子帧和下行链路子帧的长度是按照一定的比例固定不变的,例如,在文献[1]的仿真中,上行链路和下行链路的带宽就是按各自占50％来划分的。然而在现实的传输中,这种情况并不会经常发生,因此,这种不合理的带宽分配必然带来诸如带宽浪费,带宽利用效率不高等问题。为解决此问题,提出一种带宽分配体系结构,能够为IEEE802.16标准中定义的不同类型的无线业务应用提供更好的QoS支持。通过对上行和下行链路带宽的动态调度,带宽能够得到更加充分的利用。在很多文献中,均采用完全的优先级队列(PQ),即总是服务完高优先级的队列再服务低优先级的队列,导致低优先级的服务得不到服务机会。而我们提出的 FPQ算法可以克服这个问题,为所有类型的服务提供更好的公平性。　　第二部分中,重点介绍动态带宽分配的准入控制机制,IEEE802.16协议的MAC层对基于QoS的调度服务类别和相应的带宽请求、分配等机制进行了定义,但是对带宽请求的准入控制、分组调度算法等一些机制设计的细节却没有明确规定,因此,一些学者提出了基于IEEE802.16d的动态准入控制机制,根据IEEE802.16中所规定的业务特性,通过带宽借用和QoS降级来最大化带宽利用率。但是该机制是针对固定宽带无线接入而提出的,没有涉及到用户的移动性。IEEE802.16e标准增加了对移动性的支持,本文提出的准入控制机制考虑了移动性带来的问题,并且综合了IEEE802.16e定义的五种业务的QoS特性,是一种动态带宽分配的准入控制机制。　　第三部分,在前面研究的基础上,对实时业务的带宽分配进行自适应调度优化,使实时业务的吞吐量增加,时延和队列要求减小。高效的QoS机制离不开对无线资源的合理分配,IEEE802.16时分复用的帧结构有利于充分利用频率资源和合理安排调度,然而,协议中未明确规定的分组调度算法对QoS的实现有决定性作用:它提供带宽分配和复用的机制,授予控制和拥塞控制策略都是依赖于使用哪种具体的调度算法。为此,提出了一种有效的WiMAX系统的实时业务带宽优化调度策略,此策略根据当前带宽需求和以往的实际分配带宽,提前预测实时业务数据包所需求的确切带宽,使系统性能得到改善,提高吞吐量,减少时延和减少缓冲区需求。　　总之,本文对由IEEE802.16定义的WiMAX系统的服务质量保证技术进行了深入研究,对带宽调度结构,带宽准入,实时与非实时业务调度几个方面,提出了一些改进的自适应策略,经过大量的仿真,显示这些机制比传统方法更加有效。