IEEE802.16d的服务质量框架设计

在基于IEEE802.16d协议的无线视频传输中,为了满足数据实时性的需求,针对服务质量(QoS)框架做的不足提出了补充和改进,并在已有框架的基础上设计出了新的QoS调度框架。在新设计的调度框架中,根据IEEE802.16d协议支持的4种服务流的特性,为每种服务流选择合适的调度算法来保证数据被正确传输。最后通过对主动授予业务(UGS)、实时轮询业务(RPTS)服务流在不同框架下的仿真分析,验证了新框架的优点。     

一种用于IEEE802．16中MAC层QoS调度架构设计

利用IEEE802.16宽带无线接入标准中在MAC层引入了完整的QoS机制,可以为用户提供电信级的QoS支持的特点,在深入分析IEEE 802.16协议的业务分类及现有的各种调度算法的基础上,结合无线网络,提出了一种针对不同业务流类型的调度架构.     

IEEE802.16网络动态自适应区分服务算法

针对IEEE802.16MAC协议中的调度机制不能提供流媒体业务区分服务的问题,提出了一种基于服务类别优先级的链路带宽自适应分配调度PDA-DFPQ算法。该算法分为两级调度架构,第一级是不同业务间的调度,采用服务质量优先级策略,高优先级服务类分配合适的带宽,以保障实时业务对最大时延限定的要求;第二级是同种业务内的调度,采用自适应调整机制,根据队列长度和分组数动态设置权值系数,以保障不同用户对公平性和非实时业务对吞吐量的要求。仿真结果表明:与DRR和RED-DFPQ算法相比较,改进的一级调度算法能降低时延,解决实时性问题;改进的二级调度算法能均衡用户速率,提高网络吞吐量和公平性,解决突发性问题。     

最早截止期优先调度算法的改进

在基于IEEE802.16d协议的服务流调度过程中,为了保证优先级较高的任务优先得到服务,并尽量将调度过程对系统资源的消耗控制在可承受的范围内,在分析已有的非抢占式及抢占式两种方案的最早截止期优先(EDF)算法优缺点的基础上,重点考虑时间特性、重要性特性、顺序参考三方面作为调节参数,同时兼顾传输距离,对已有的EDF算法进行改进。提出了基于重要性因素抢占的半抢占式EDF算法。通过仿真实验,把改进后的EDF算法应用到IEEE802.16d协议的实时轮询业务(RTPS)服务流调度中。结果表明,改进后的EDF算法较好地平衡了抢占及非抢占式EDF算法的优缺点,具备较前两者更小且更稳定的延时。     

WiMAX中保证QoS的跨层架构研究

提出一种能够有效保证服务质量(QoS)的点到多点(PMP)全球微波接入互操作(WiMAX)网络跨层架构,将整个WiMAX协议体系结构模型纵向划分为数据服务流递交子平面和QoS资源管理子平面．前者遵循IEEE 802.16标准,对服务流进行数据处理并实现逐层递交,后者通过多种信令协调各协议层QoS管理模块运作,实施自适应的QoS联合控制．仿真结果表明,与典型的PMP WiMAX控制方案相比,基于跨层架构的QoS联合控制方案能够有效保证各类多媒体通信服务流的QoS性能,并兼顾系统用户的公平性．     

基于贪婪搜索的IEEE 802.16j带宽分配算法研究

为满足IEEE 802.16j网络中不同类型业务的带宽需求, 同时达到可接入用户数最多的目的, 提出了一种基于贪婪搜索的基站、中继站联合带宽分配算法. 其中, 固定带宽的主动授权业务由中继站分配带宽; 基站分配其他类型业务所需的最少带宽. 该算法利用贪婪搜索寻求最优用户组, 并将剩余带宽分配给该组的用户. 仿真结果表明, 该贪婪搜索带宽分配算法能保证网络接入的用户数最多, 且复杂度低于一般的穷举搜索带宽分配算法.     

无线Mesh网络的最大并发公平调度

研究了基于IEEE 802.16标准的集中式控制无线Mesh网络,提出了一种基于干扰集的树形路由和基于最大并发集的公平下行调度算法. 该路由算法使树上节点具有较小的干扰度,从而达到干扰避免的效果. 基于此干扰避免树的下行调度实现对最大并发集的高效利用,同时尽量保证节点业务请求满意率的公平性. 仿真结果表明,由于节点干扰度的降低以及并发传输机会的增加,网络吞吐量得到提高,并满足了一定的公平性要求.     

支持多优先级的无线自组织网接纳控制方案

提出了一种适用于无线自组织网的多优先级接纳控制(admission control)方案。基于单跳自组织网络的带宽分配,推导了带宽预测函数和保证已接入流服务质量(QoS)的带宽上限值,为不同接入等级的业务提供接纳控制。该方案能保证网络中实时业务流的QoS,防止由于流数的增加导致QoS降级,同时也保证尽力而为业务能分享信道的剩余带宽。仿真结果验证了接纳控制方案的有效性。     

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。     

基于IEEE802.15.4标准的改进型隐藏节点冲突避免策略

对已有的隐藏节点冲突避免策略进行了改进,改进后的策略对区域分组方法进行了优化,对IEEE802.15.4超帧结构进行了调整,并提出了更为灵活的时隙分配方法。仿真结果表明该改进方案可以有效降低网络端到端时延和丢包率,提升了QoS性能。     

IEEE 802.16系统中针对AMR语音编码器的上行VoIP调度

针对IEEE 802.16系统中基于自适应多速率(AMR)语音编码器的IP语音(VoIP)业务,提出了一个新的上行调度算法。该算法在用户的语音静默期,向信道质量指示(CQI)信道发送特殊的码分多址(CDMA)码来申请带宽。然后从系统容量、吞吐量、时延和系统信令开销方面分析了所提策略的性能,并且做了仿真实验。从理论分析和仿真结果可以看出：新算法可以比传统算法增加系统容量和吞吐量,减少平均访问时延。     

认知无线电系统频谱自适应调度算法设计

针对认知无线电系统多媒体业务应用,提出了一种基于频谱感知的自适应分组调度算法。该算法通过自适应地调整实时业务和非实时业务间的资源配额,以在空闲频谱资源变化情况下保证实时业务的QoS需求。基于IEEE 802.22无线区域网(WRAN)的认知无线电系统仿真表明,同已有的3种典型分组调度算法M-LWDF、Exp和PF相比较,该频谱自适应分组调度算法可以在变化的空闲频谱条件下为实时业务提供更为可靠的QoS保障,获得更高的系统吞吐量和频谱利用效率。     

灵活易移植的WiMAX MAC协议栈软件系统

提出了一种灵活易移植(FP)的WiMAX媒体接入控制(MAC)协议栈软件系统架构FPWiMAC,为WiMAX系统研发提供了参考设计. 通过采用操作系统(OS)抽象层、物理平台管理子系统等机制,降低了MAC软件对操作系统、物理层(PHY)实现及硬件平台的依赖;通过设计动态算法库、核心数据库等增强了系统灵活性;同时采用高效的下行数据调度器、二维数据映射器、动态测距区域分配器等机制,提高了系统性能. 实际系统测试结果表明,FPWiMAC有较好的灵活性和易移植性,同时其高带宽、低时延的特性可保证网络中实时业务的服务质量（QoS）需求     

802.16j集中和分布控制模式传输效率分析与仿真

具有中继功能的802.16j协议,是为了增加基于802.16e网络的覆盖能力和容量.新的网络结构在原有网络基础上加入了中继站来进行中继通信,既可以增加本小区网络的覆盖范围,又可以解决非视距传输问题.针对加入新的中继站,带宽资源的控制和管理不再由基站统一管理,IEEE标准制定工作组定义了两种控制方式--集中式和分布式,但没有定义两种控制模式的适用范围.通过分析和仿真说明,集中式适用于拓扑简单的网络,可以提高小区资源利用率.而分布式适用于复杂网络,从而减少信令交互次数和延时.     

IEEE802.16带宽请求的性能分析

为了分析IEEE 802.16点到多点模式下对非实时轮询业务和尽力而为服务的数据流的带宽竞争方案,提出了饱和条件下该竞争方案的马尔可夫链模型.利用该模型计算了带宽请求的延时与竞争窗口的大小、参与竞争的用户站(SS)数和每帧中用于带宽请求的时隙数及最大重传数之间的关系.模拟结果表明,该模型对不同网络参数和SS数条件下的延时分析是较精确的.