基于OFDMA面向QoS保障的新型多址接入协议

下一代无线局域网(wireless local area network,WLAN)IEEE 802.11ax标准委员会将高服务质量(quality of service,QoS)保障作为下一代WLAN的重要技术目标之一。由于无线业务种类繁多,因此对QoS的要求必然也是多种多样,然而现有的基于正交频分多址(orthogonal frequency division multiple access,OFDMA)的介质访问控制(media access control,MAC)协议均不能很好地支持QoS多样化且要求高的特点。针对这一问题,提出了一种面向QoS的下一代WLAN OFDMA多址接入协议。在该协议中,一方面考虑后向兼容性,沿用IEEE 802.11e的4种优先级业务;另一方面引入面向QoS的优先级调度算法以支持未来无线业务QoS多样化且要求高的特点。最后,通过仿真验证所提协议QoS-OFDMA MAC的系统有效吞吐量比顺序调度算法的OFDMA MAC和比例公平调度算法的OFDMA MAC分别提高了57.8%和59%。     

保证混合业务质量的跨层OFDMA资源分配方法

提出了一种新的跨层正交频分多址（OFDMA）系统资源分配方法,其综合考虑了无线信道的时变特征和媒体接入子层（MAC）业务质量（QoS）要求,将MAC层分组调度和物理层的OFDM子信道分配及自适应调制编码进行联合设计,目的是在保证实时时延敏感业务和非实时业务的QoS基础上最大化系统吞吐量。在子载波分配过程中,分别采用了信道依赖的最早预期 (CD-EDD)算法和 最小速率需求(MRR)算法,对实时时延敏感业务和非实时业务进行调度。基于IEEE 802.16标准建立了动态仿真模型对算法性能进行评估,结果表明较传统的最大信噪比方法在系统吞吐量相近的基础上对时延特性、用户公平性方面有较大性能提升。     

应用于802.11e无线局域网QoS区分的新机制

针对802.11e无线局域网中的不公平现象,即当网络负载较大时低优先级数据流的吞吐量几乎为零,提出一种新的媒体接入控制机制P-EDCA,实现按数据流权重公平的系统带宽资源分配．P-EDCA支持802.11e的多优先级队列结构,通过站点内部的队列调度机制保证各队列分组获取公平的站点发送权; 通过站点之间的信道竞争机制保证各站点获取公平的信道访问机率．仿真表明,P-EDCA能够精确实现按权重、成比例的带宽资源分配．与EDCA相比,在满足高优先级数据流QoS需求的前提下,P-EDCA能够将低优先级数据流的时延降低50％．     

无线局域网中MAC层QoS算法

本文通过对IEEE802.11无线局域网的媒体接入控制（MAC：MediaAccessControl）层QoS（Quality of Service）支持技术进行研究,介绍了QoS参数,认识MAC接入机制DCF对提供QoS方面存在的局限性,提出了PCWA（Practical Contention Window Adjustment）算法,根据通信数据流状况模式（traffic pattern）,不断调整高优先级的最佳竞争窗口尺度,使整个系统实时业务获得最大的吞吐率和最小的等待时间。     

无线VoIP系统的服务质量分析与改善

IP网络的服务质量（QoS）,包括带宽、丢包率、时延和时延抖动4个指标.根据具体情景的设定,研究了无线VoIP网络中带宽和时延的关系以及时延改善的问题.得出了无线VoIP网络的时延预算公式.通过构建一个越洋电话的场景分析,得出无线接入的排队和处理时延上限大致为10 ms与4 ms.通过设置具体的数据和语音业务,构建一个具有两级优先机制的网络仿真模型,分三种情况展开研究,分析了各种满足系统QoS的离散带宽和时延的关系.提出了两种可以减少多业务环境下语音时延与带宽消耗的方法.     

WLAN中非完全合作博弈策略的MAC协议

IEEE802.11e机制中采用重设竞争窗口的机制提高无线局域网的QoS,但是,在高竞争的情况下低优先级的业务资源却被高优先级业务耗尽,导致传输不公平,低优先级业务吞吐量低,针对此问题,在EDCA的基础上提出在不同节点之间使用非完全合作博弈理论,竞争与合作相结合的策略,在不影响高优先级业务的QoS前提下,保证低优先级的业务,提高传输的公平性.仿真结果表明,与802.11eEDCA相比,该策略有效地实现了吞吐量与公平性的折中.     

反向链路分组数据业务媒体接入控制技术的研究

为更好地利用系统资源,对调度控制和专用速率控制等媒体接入控制（MAC）技术进行了分析比较,并结合它们的特点提出了一种新的混合媒体接入控制技术. 按照3GPP2规定的仿真方法论,进行了基于CDMA2000 1x EVDVRelD的模拟动态仿真分析. 结果表明混合策略可以提高系统稳定性,减少时延,提高吞吐量,更好地满足各种服务质量(QoS)业务的需求.     

IEEE802.11无线局域网技术中MAC层综述

严格服务质量(QOS)要求下,传统的IEEE 802.11无线局域网不支持实时流量,因此,IEEE 802.11e工作组致力于改进现有的802.11 MAC以使其支持延时敏感的多媒体应用,如无线局域网中的实时音频与实时视频。目前IEEE 802.11e MAC层草案已被拟定。本文对IEEE 802.11e进行了综述,并分析了其服务质量的局限性。首先,本文在介绍传统IEEE 802.11 MAC的基础上分析了其为基站提供QOS服务时存在的问题;接着,文章详细研究了IEEE 802.11e MAC,并指出与传统802.11e MAC相比IEEE 802.11e MAC所作出的改进,并对这些改进进行了分析。     

一种超高速无线局域网多用户多业务调度算法

针对超高速无线局域网的系统性能要求,提出了一种新的超高速无线局域网多用户多业务MUMS(Multi-user and Multi-service)调度算法.基于对不同业务的服务质量QoS(Quality of Service)要求、用户信道状态信息CSI(Channel State Information)及服务队列信息的综合分析,此算法对业务和用户进行分层调度.仿真结果表明,在满足不同业务QoS需求且保证用户公平性的同时,提出的调度算法能有效地降低丢包率,提高系统吞吐量.     

突发传输下TCP对无线局域网吞吐量的影响

研究了媒体接入控制(MAC)层的突发传输方式对无线局域网(WLAN)吞吐量性能的改善、传输控制协议(TCP)对MAC层吞吐量和应用层吞吐量的影响.建立了无线局域网的仿真平台,得到在采用与不采用TCP协议两种情况下的MAC层和应用层吞吐量变化趋势,并对TCP制约突发传输优越性的原因进行探讨.仿真表明,突发传输方式提高网络吞吐量性能的关键是传输帧数,应用TCP协议的网络运行时需要根据网络负载选择合适的传输帧数,保证良好的网络吞吐量和时延(抖动)性能.     

多速率WLAN网络的时间公平调度算法

IEEE 802.11协议的分布式协调功能使得各站点以相同的概率接入信道,会导致多速率无线局域网的性能异常.该文通过对吞吐率公平与时间公平进行详细的理论分析与比较,提出了一种线性可调节时间公平的循环轮询队列调度算法.该算法实时地统计各站点准确的信道占用时间,并采用循环轮询方式保证各站点之间的时间公平性,提升系统的吞吐率性能.为保障业务流的服务质量,采用动态调节方式更新轮询单位服务时间,实现了传输效率与延时性能的折中.经过NS-3仿真与硬件系统实测验证表明,该算法在严格保证时间公平的同时,有效提升了系统上/下行吞吐率性能.     

IEEE 802.11a DCF协议吞吐量与时延性能分析

为了准确评估IEEE 80211a系统性能,指导同层规划工作,提出了改进二维Markov模型. 从成帧效率和分布式协调功能（DCF）协议效率2个方面对IEEE 802.11a 无线局域网（WLAN）的性能进行分析,得出饱和条件下系统归一化吞吐率和平均分组时延,并以此为基础,给出了不同节点数条件下,基本接入模式和请求发送/确认发送（RTS/CTS）模式切换门限值,使网络性能达到最优.     

车辆网络MAC层的Markov链综合分析模型

应用于车载自组网的IEEE 802.11p媒体接入控制（MAC）层采用增强型分布信道接入机制,为验证该机制能否满足不同类型消息的服务质量（QoS）,在考虑不同竞争窗口值、消息内部碰撞和信道忙时的退避挂起机制的基础上,构建了基于二维Markov链的分析模型,该模型综合了饱和情况和非饱和情况. 通过该模型,分析了不同类型队列消息的归一化吞吐量和丢包率性能指标. 结果表明,归一化吞吐量随车辆数的增加而减小,随不同类型数据包产生量的增加而增加;丢包率随车辆数的增加而增加;高优先级队列始终有较大归一化吞吐量值. 验证了IEEE 802.11p能保证不同类型消息的QoS.     

话音与数据业务在ATM网络中的高效传输

本文提出了一种利用ATM网络高效传输话音与数据业务的混合接入系统。该系统采用数字语音插空（DSI）技术对话音业务进行压缩,提高了传输链路的带宽利用率;提出了一种自适应带宽分配技术保证话音业务的时延和信元丢失率要求。能够在保证不同类型业务QoS析条件下,充分利用线路资源进行话音与数据业务的综合传输。理论分析与计算机模拟结果验证了该系统的良好性能。     

无线Ad hoc网络中基于SWAN模型的QoS改进机制

为提高无状态无线Ad hoc网络模型SWAN的QoS性能,对其接纳控制机制和路由机制分别进行改进。对802.11 DCF协议的饱和吞吐量和流内干扰模型进行了分析,提出一种节点可用带宽和业务流占用带宽的估计方法,以提高接纳控制的准确性;同时,将网络负载信息用于路由发现过程,以获得资源相对充足的传输路径。仿真结果表明:采用上述改进机制的SWAN模型中,实时业务的时延性能显著提高,非实时业务的吞吐量也得到增加。     

基于HFC结构的优先级接入控制技术研究

研究了基于争用/预约机制的混合光纤/同轴宽带接入网媒体接入控制协议原理,提出了随机争用与周期查询排队系统相结合的终端申请接入方式,使不同优先级的终端申请能以不同的控制机制实现接入。计算机仿真实验结果表明,系统能保证具有较高优先级的申请能获得更好的服务质量保证。     

一种基于无线ATM的MAC层协议及其性能分析

介质接入控制 (MAC)协议是无线ATM网络中一个关键技术 ,旨在使各种不同业务质量 (QoS)、不同特性的终端能够高效地共享有限的通信带宽资源。本文研究了一种高效的按需指配接入协议 :“分组预约多址接入 /动态指配”(PRMA/DA)协议。通过分析表明 ,该协议对于各种业务均具有较好的系统性能。