IEEE 802.16中基于QoS的接入控制策略研究

摘要

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。IEEE 802.16宽带无线接入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(Quality of Service)支持的问题提上了日程。 IEEE 802.16的MAC层协议对OoS服务流和参数配置信令体系、业务类型和相应的带宽请求/分配信令等进行了定义，但却把接入控制、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。 接入控制是QoS保障的一个重要环节，它的主要任务就是判决一个新的业务是否被网络允许。基站总是基于连接的带宽请求和当前网络的状态决定是否接入用户。在带宽资源不足的情况下，为了接入新用户，可以对一些已连接的用户进行降级，这样就可能会导致已有连接的QoS的下降，但从另一方面来讲，网络需要允许尽可能多的业务接入网络。而呼叫接入控制的引入可以尽量满足这两方面的要求，在两者之间找到平衡点。对于IEEE 802.16来说，由于支持的各种业务类型QoS要求不同，因而需要提出先进的适合不同业务Qos要求的呼叫接入控制机制，在保证尽可能多的用户能够接入网络得到高质量服务的同时，充分兼顾不同业务的OoS要求。 在现有的无线网络中，系统判断到达业务是否被接入之前都要先检查无线资源，如果有充足的带宽或信道可以满足该业务，才允许业务接入。在IEEE802.16中也可以采用这种接入方式，所以本文在对IEEE 802.16标准进行研究的基础上，借鉴了无线网络中呼叫接入控制的算法，提出了两种基于IEEE 802.16多种业务的接入控制算法。 算法一采用门限机制来控制当资源占用情况达到不同门限时接入不同等级的业务。通过划分各种资源占用量的门限值，来判断可以接入哪种类型的业务。门限的设定有效地保证了高优先级用户的接入率，但同时也付出了牺牲低优先级用户接入率的代价。 算法二配合IEEE 802.16定义的业务类型，把带宽资源分为两部分，一部分按优先级方式接入，另一部分按先入先出方式接入，高优先级用户在带宽资源紧张情况下只可以侵占第一部分低优先级用户的带宽资源，被侵占的低优先级用户进入相应的队列等待再次准入。这样即可保证高优先级的业务能够获得较高接入成功率，又能使尽可能多的用户接入网络并得到高质量服务，同时兼顾了不同业务的QoS要求，降低了呼叫阻塞率。最后利用仿真对算法的性能进行了考察，验证了两种算法在提供各种类型用户QoS支持上的优势。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1论文背景及研究现状

1.2论文研究目的与内容

1.3论文主要结构安排

第2章IEEE 802.16的接入控制技术

2.1 IEEE 802.16的MAC机制概述

2.1.1特定服务汇聚子层

2.1.2公共部分子层

2.1.3安全子层

2.2 IEEE 802.16系统的QoS机制

2.2.1 QoS机制概述

2.2.2 IEEE 802.16中的QoS保证机制

2.2.3服务类别的定义

2.3 IEEE 802.16中的业务建模

2.3.1语音业务模型

2.3.2视频业务模型

2.3.3数据业务模型

2.4呼叫接入控制机制

2.4.1 CAC研究方向

2.4.2本文的接入控制算法

2.5本章小结

第3章IEEE 802.16的上行链路调度算法

3.1改进的QoS架构

3.2 IEEE 802.16系统建模

3.3 802.16中变速率业务的一种上行链路调度策略

3.4本章小结

第4章一种基于门限的接入控制策略

4.1方案设计背景

4.2呼叫接入控制算法描述

4.3呼叫接入控制流程

4.4仿真与结果分析

4.5本章小结

第5章一种基于公平性的接入控制策略

5.1方案设计背景

5.2呼叫接入控制算法描述

5.3呼叫接入控制流程

5.4仿真与结果分析

5.5本章小结

结束语

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文