DOCSIS3.0中下行通道绑定调度方案设计和仿真

摘要

HFC(混合光纤同轴)网络一直被广泛应用于有线电视系统，并且自1990年前后已被用来进行数据传输。DOCSIS作为在HFC网络上进行双向数据传输的标准，目前正面临带宽不足的挑战。最新的DOCSIS3.0协议提出了使用通道绑定技术提供更高带宽的方法。然而在下行通道绑定系统的实现上，仍然存在几个问题需要解决，这些问题包括下行通道的负载均衡方法、下行再排序窗口的取值选择、下行绑定系统的性能分析等。 本文结合对协议的分析，就上述问题进行了讨论。重点研究了如何在下行方向实现通道绑定技术，在此基础上，完成了三个方面的工作。第一，分别设计了CMTS与CM中的MAC层下行数据调度处理方案，在CMTS中提出了针对下行数据发送的基于状态检测的随机负载均衡算法，在CM中设计了接收数据包再排序算法。第二，通过建立下行通道绑定数据传输的仿真模型，对所设计的方案进行了验证和性能分析，重点讨论了传输通道时延和误码对系统的影响。第三，通过仿真的方法对CM中的一个重要参数一再排序窗口的取值区间进行分析，找出了合理的取值范围。

目录

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第一章绪论

1.1背景概述

1.1.1 HFC网络的产生与发展

1.1.2 HFC网络组成

1.1.3 HFC网络上的数据传输协议比较

1.1.4 DOCSIS标准概述

1.2课题的提出

1.3论文结构

第二章DOCSIS3.0协议中的MAC层数据下行传输

2.1业务流

2.1.1业务流的建立

2.1.2业务流的分配

2.2数据包分类规则

2.3 DOCSIS MAC帧格式

2.4下行通道绑定的几个重要概念

2.5 CMTS在向绑定组发送数据包之前的准备工作

2.5.1 DSID的通告

2.5.2再排序列表的通告

2.5.3对下行数据包的序列化处理

2.6 Cable modem所进行的下行数据处理

2.6.1偏移

2.6.2再排序窗口值

2.6.3下一期望序列号

2.6.4再排序等待时间

2.6.5数据包的接收范围

第三章DOCSIS3.0中MAC层数据下行传输设计

3.1设计思路分析

3.2 CMTS中的下行数据包调度

3.2.1数据包的分类处理过程

3.2.2数据包的下行发送通道选择

3.3 CM中的下行数据接收和处理

3.3.1数据包的检验和分类

3.3.2数据包再排序处理过程

第四章设计方案的仿真实现与性能分析

4.1仿真工具介绍

4.1.1仿真工具的特点

4.1.2基本的仿真建模方法

4.2仿真模型的建立

4.2.1仿真系统的初步设计

4.2.2 CMTS节点的设计与创建

4.2.3 CM节点的设计与创建

4.3系统的性能分析与测试

4.3.1系统的功能验证

4.3.2系统性能的测试与讨论

第五章总结与展望

5.1本文总结

5.2未来的工作

附录A术语表

参考文献

致谢

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