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随着无线通信技术的发展,各种新的业务相继出现,这些业务在带宽、延迟等方面的要求互不相同。无线城域网技术作为有竞争力的下一代无线网络技术,已经把对多种业务提供QoS支持的问题提上了日程。IEEE802.16的MAC层协议对QoS服务流和参数配置信令体系、基于QoS的调度服务类别和相应的带宽请求/分配信令等进行了定义。但却把准入控制、QoS参数映射、流量调节、分组调度算法等一系列重要的问题留待开发者来解决。 本文在对已有协议结构和信令体系进行研究的基础上,提出一种基于IEEE802.16的QoS实现方法,对协议原有的QoS结构进行了扩充。在SS端增加了流量调节模块对各数据流进行监管,使其符合商定的速率要求;在BS端增加了准入控制模块对业务流进行准入控制,分组调度模块对上下行数据传输进行调度。推导出了双令牌桶流量调节机制下延迟受限的预留速率计算式,并提出了基于预留速率的准入控制算法。配合IEEE802.16定义的调度服务类别,提出了一种分优先级综合调度算法,将总带宽按优先级在各类服务流之间进行分配,再在各种类型服务流内部采用不同的算法进行调度。针对rtPS和nrtPS类别的服务流,提出了WFS(Weighted Fair Scheduling)分组调度算法,这一调度算法是GPS流体模型在IEEE802.16中的实现算法,它具备GPS的优良特性,有较好的公平性,并且能够提供时延保证。针对需要以竞争方式发送带宽请求的服务类型,如nrtPS,提出了分优先级的组播问询机制,为不同优先级的业务提供不同的接入机会,保证较高优先级的业务能够获得较小的请求接入延迟。 我们搭建了基于IEEE802.16的OPNET仿真平台,对本文提出的QoS实现方法中的若干关键算法进行仿真和分析。 IEEE802.16a在IEEE802.16的基础上增加了OFDMA的物理层标准。本文提出了一种适用于IEEE802.16a OFDMAPHY标准的分组调度算法,利用多用户环境下多载波传输方式呈现出的用户多样性的特点,综合考虑各种服务类型数据包的到达过程,QoS要求,使得在满足用户QoS要求的同时,尽量提高系统的资源利用率。利用OPNET对算法的性能进行了考察,验证了这种算法在提供QoS支持、增大系统容量和保证公平性方面的性能。