无线城域网MAC层和网络层协议研究

摘要

宽带无线接入技术作为无线城域网(Wireless Metropolitan Area Networks)中最具发展潜力的接入技术之一，正受到业界越来越多的关注。IEEE 802.16系列规范(也称为WiMAX)的制定，就是为了适应宽带无线接入的快速发展，并为之提供一个全球统一的标准。 为了迎接WiMAX时代的到来及满足用户接入网的需要，本文主要基于IEEE 802.16d标准，从MAC层接入算法和城域网中对多个有线因特网网关选择两个角度入手进行研究。主要的研究手段是数学推导和仿真。 本文介绍了WiMAX网络及其常见的两种网络拓扑结构：PMP和Mesh。在对PMP和Mesh模式的介绍过程中讨论了两种无线信道共享模式中的带宽调度问题。本文针对Mesh模式中的信道使用方式进行了重点讨论，介绍了Mesh网络的帧结构和MAC层的两种信道竞争方式：集中式和分布式接入调度算法，同时提出了一种在WiMAX Mesh集中式调度模式下的基于树的调度算法(Mesh Centralized Scheduling Algorithm Based on Tree，MCT)，并提出了协调分布式Mesh调度算法(Coordination Distributed Mesh SchedulingAlgorithm，CDMSA)，对MCT算法中的调度的长度，信道平均利用率、平均传输延迟和协调与非协调接入算法的平均成功率和延迟给出了模拟结果。证实了给予靠近基站(Base Station，BS)的用户站(Subscriber Station，SS)节点高的优先级将会减少调度长度和传输延迟和改善信道利用率。而CDMSA调度算法在接入概率和延迟方面相比非协调调度算法都有比较好的性能。 本文同时针对无线城域网多网关选择问题进行了讨论：有线因特网的发展促使了当今社会的快速进步，因为它提供了无穷的资源，人们只要坐在电脑面前就很容易的获得各种资源和服务。当今天无线网络快速发展的同时它同样离不开有线因特网上众多的现有资源，所以在无线终端进行网络互联时绝大多数的资源获得还是要接入到有线网络。在如何进行有线节点选择问题上，本文提出了新的路径选择算法。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权说明

第一章绪论

第二章WiMAX MAC层协议理论分析及Mesh接入算法研究

第三章Mesh 调度算法分析及模拟

第四章无线城域网络与多Internet网关选择问题

第五章结束语

参考文献

致谢

攻读学位期间主要的研究成果