WiMax MAC层服务带宽调度策略的研究

摘要

如何最大限度地在宽带无线接入系统中为不同要求的服务提供QoS保证是一个非常重要的问题。MAC层的带宽调度是实现QoS保障的关键,使用一种高效的带宽调度算法对保障MAC层的QoS十分重要。虽然IEEE802.16MAC层协议提出要对各种不同的业务提供QoS保证,但并没有对如何调度来达到QoS要求进行标准化,这样不同设备商的产品的QoS性能就会因机制不同而有较大的差别。
　　 本文首先分析了802.16技术标准及其协议栈,接着对MAC层协议进行了深入学习,然后在学习MAC协议的基础上详细介绍了QoS调度服务类型。之后本文介绍了几种常用调度类型并仔细分析了一种不同服务类型间的带宽调度算法,该算法牺牲nrtPS时延及吞吐量性能来满足rtPS业务的时延要求。受该算法启发,本文提出了一种牺牲其他低优先级业务的QoS性能来满足高优先级业务的时延性能要求的算法,这种算法可以在一些对特定业务性能要求较高的场合下得到应用。本文算法通过牺牲nrtPS及BE类型业务的时延及吞吐量来提高ertPS类服务流的时延性能,并设置门限值以保证nrtPS及BE类型业务的最低QoS需求。
　　 在IEEE802.16e的机制中,当带宽不足以让各个SS使用单播轮询的方式发送带宽请求时,BS会让SS使用多播轮询和广播轮询的方式竞争传输带宽请求的时隙。为了降低冲突产生的时延迟,提出一种让ertPS的服务流利用免竞争期取得带宽请求传输的时隙的方法。该方法将原竞争期分为两部分:一部分为免竞争期用于传输ertPS带宽请求,另一部分与原竞争期相同但竞争周期时间被减少,该竞争期用竞争的方式传输其他的带宽请求消息。该方法最终达到为ertPS类型服务流减少延迟、增加吞吐量的目标。本文使用OPNETI进行仿真,仿真结果表明,在BE客户端逐渐增加的情况下,可以看到增强的实时轮询服务的相比原机制有更好的延迟性能和吞吐量性能。