WIMAX IEEE 802.16 Mesh模式下MAC调度机制的研究
分析802.16 WiMax组网关键技术
0、引言802.16/WiMax（World Interoperability for Microwave Access，全球通用微波接入）如何组网是商用的关键问题之一，有必要进一步仔细探究。
到目前为止，IEEE 802.16标准及相应的测试规范主要还是针对无线空中接口技术，所明确内容也只是涉及开放系统互连（OSI）模型中的物理层（PHY）、媒体访问控制（MAC）层，并没有明确802.16/WiMax网络的组网技术和方案。
就现在的情况，802.16/WiMax组网牵涉到的问题主要有：如何通过网络和小区规划来提高频率复用率；如何把802.16/WiMax系统的空中接口网络和基于IP技术的核心网络有机结合在一起；如何更好的支持无缝移动性管理，保证用户的QoS（Quality of Service，服务质量）要求，便于计费、认证和鉴权[2]。
同时这也是目前研究的热点问题。
主要针对上述问题对802.16/WiMax组网关键技术进行讨论和分析，重点讨论基于OFDM技术的小区规划方案及频率复用技术，并详细分析其媒体访问机制和资源分配策略，当然也包括其移动性管理的内容。
本文的第 3部分对组网的方案进行了分析和展望。
最后，是对全文的总结。
1、802.16/WiMax组网关键技术802.16/WiMax作为分组数据的补充网络，同时随着它对移动性有较好的支持，可能会实现单独组网并全网覆盖。
其网络参考架构可以分成终端、接入网和核心网3个部分，如图1所示。
图1中，802.16/WiMax终端包括固定、漫游和移动3种类型终端；802.16/WiMax接入网主要为无线基站，支持无线资源管理等功能；802.16/WiMax核心网主要是解决用户认证、漫游等功能及802.16/WiM ax网络与其他网络之间的接口关系[1]。
图1 802.16/WiMax网络参考架构在标准中提供的PMP（Point to Multi-Point，点到多点模式）工作模式是通信系统中的基础模式，整个小区由一个BS（Base Station，基站）角色管理，所有的SS（Subscriber Station，终端）的通信都需要BS的调度，况且由于移动性的引入，移动用户要在不同的BS覆盖区间移动并实施通信链路的切换，需要为移动用户提供无缝的网络覆盖以便保障用户的QoS。
基于IEEE802.16eMAC层切换技术的研究
步 骤 。一 其 中网 络 拓扑 获 取 是 可 以单 独 进 行 ， 而 切换 发 ，
生过程及 网络重入和数据转发两者是紧密联 系的，也就是
说 只 要 有 切换 的发 生 必 然 就 要 有 网络 的重 接 入 。
换 （ ＨＨＯ）；宏分 集 切换 （ ＭＤＨＯ）；快速 基 站切 换
（ Ｂ Ｓ）， 其 中硬 切 换 是一 种 必 选 的切 换 方式 ， 二 而 另 ＦＳ
指 定 一 个 ， 都 要 进 行分 集集 合 和 Ａ ｃ ｏ Ｓ 更 新 。 而且 且 ｎｈ ｒ 的 Ｂ 它 的执 行 顺 序也 是 “ 先连 接 ， 后 断 开 ” 。它 与 ＭＤＨ Ｏ的不
外 两 种是 可 选 的 。。 ＇
３１ 网络拓扑获取过程（ ． 如图１ 所示）
网络 拓 扑 获 取 是 指 ＭＳ为 了切 换 或 接入 新 的 网络 ， 对
一
硬 切 换 （ Ｏ ）： 是 指 移 动 台 从 ～ 个 基 站 提 供 的 空 ＨＨ 中接 口转移 到 另一 个 基 站 提 供 的 空 中接 口的 过 程 。 它 的 执
３ 切换过程分析
Ｉ Ｅ ８ ２１ ｅ Ｅ Ｅ ０ ．６ ＭＡＣ 的 切 换 过 程 分 为 切 换 前 的 网络 层 拓 扑 获取 过 程 、切 换 发 生 过 程 及 网络 重 入 和 数 据 转 发 ３ 个
２２ 切换的方式 ．
Ｉ ＥＥＥ ０ ． ６ 标 准 中 规 定 了 ３ 切 换 方 式 ： 硬 切 ８ ２１ ｅ 种
知 ； （ ）ＭＳ 描 相 邻 基 站 ； （ ２ 扫 ３）关联 过 程 。
宏分集切换 （ ＭＤＨ ：该切换方式在 下行 中两个或 Ｏ）
多个 Ｂ 在 相 同 的 时 间传 递 相 同 的ＭＡＣ Ｐ Ｙ Ｐ Ｕ给 ＭＳ Ｓ ／Ｈ Ｄ ，
WiMax技术及其Qos调度算法的研究
WiMax技术及其Qos调度算法的研究摘要:WiMax技术是当前无线网络研究的热点,调度算法是宽带接入系统为分类业务提供QoS保证的重要技术,特别是对于复杂多变的无线信道,根据有其特殊的作用和意义。
文章主要介绍了WiMax技术的一些相关知识,重点研究了WiMax的QoS机制和调度算法。
关键词:WiMax;QoS;调度算法引言IEEE802.16是WiMax的无线城域网接入标准,它能够为用户提供多种业务的高速率传输[1-2]。
它提供多种形式的远距离无线接,从点到点的链接到全移动蜂窝式接入。
它能覆盖若干千米的城区,一个WiMax的基站可以为50千米内的固定站和5-15千米的移动站提供高达70Mbps数据速率的宽带无线接入[3-4]。
而802.11a只能为几百米内的接入提供54Mbps的数据速率,EDGE只能为几千米内的接入提供384Kbps的数据速率,CDMA2000只能为几千米内的接入提供2Mbps 的数据速率。
区分于其他城区无线接入技术,WiMax网络主要有一下8个主要特征:(1)它使用的是正交频分多址技术(OFDMA);(2)可伸缩地使用不同频谱(从 1.25MHz到28MHz);(3)物理层支持时分双工(TDD)和频分双工(FDD);(4)先进的天线技术,如波束形成和多输入多输出(MIMO);(5)每名用户可以自适应调节;(6)先进的编码技术,如时空编码和turbo编码;(7)强大的安全策略;(8)多种QoS机制,不仅适合语音,还适合数据、语音和视屏服务的综合。
在服务保证方面,WiMax在MAC(Media Access Control)提出了多种QoS机制。
但是由于无线信道与有线信道区别很大,无线信道有时间相关和位置相关的衰落、干扰、噪声等产生突发错误的时变原因,所以QoS对无线网络的支持存在很多挑战。
为了满足QoS的需求,尤其是在延迟和延迟抖动约束下的语音和视频的传输,关键的问题是怎么分配用户的资源。
IEEE 802.16和WiMax的组网技术
IEEE 802.16和WiMax的组网技术摘要：如何提高网络资源利用率和网络传输效率是无线通信领域面临的难题。
作为宽带无线接入系统的标准，IEEE 802.16在物理层采用正交频分复用技术和灵活的编码调制方式来提高传输速度和性能；在MAC层采用预约与竞争相结合的调度机制，以连接、服务流等与服务质量(QoS)相关的概念为基础，在入网与初始化、帧结构设计上优化设计，提高网络吞吐量，降低网络时延，使网络配置更加灵活。
WiMAX 基于IEEE 802.16技术标准，采用点对多点(PMP)方式实现灵活组网，是宽带无线接入系统的典型应用技术。
关键词：接入控制；组网技术；点对多点Abstract: It is a difficult problem to improve the network performance and resource utilization efficiency in wireless communications. As a standard of broadband wireless access systems, IEEE 802.16 adopts Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) and multi-modulation/coding techniques in the physical layer, combines contend and pre-contract mechanisms in the Medium Access Control (MAC) layer. Based on the QoS-related concepts such as connection and service flow, IEEE 802.16 optimizes network entry and initialization, andframe format in order to improve network throughput, reduce network delay, and increase the flexibility of network configuration. Based on IEEE 802.16, WiMAX adoptsPoint-to-Multipoint (PMP) network topology to realize flexible networking. It is a typical application technology for broadband wireless access systems.Key words: access control; networking technology;point-to-multipoint (PMP)IEEE 802.16是为制订无线城域网标准而专门成立的工作组，该工作组自1999年成立以来，主要负责固定无线接入的空中接口标准制订。
IEEE+80216标准和WiMAX组网技术分析
与此同时 ＩＥＥＥ ８０２ 系列标准技术发展和应用却
非常迅速 超过了人们普遍的预期 ＩＥＥＥ ８０２ 主要制
定电子工程和计算机领域的标准 又称为 ＬＭＳＣ 局域
网 ／ 城域网标准委员会 Ｌ Ａ Ｎ ／ Ｍ Ａ Ｎ Ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ａ ｒ ｄ ｓ
Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ ＩＥＥＥ ８０２ 下设工作组 研究组 分别就
标准 ＩＥＥＥ ８０２．１６ ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ
类别 空中接口 空中接口
ＩＥＥＥ ８０２．１６ｃ 空中接口
ＩＥＥＥ ８０２．１６ ＲＥＶｄ 空中接口
ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ 空中接口
ＩＥＥＥ ８０２．１６．２
共存
ＩＥＥＥ ８０２．１６．２ａ 共存
表 １ ＩＥＥＥ ８０２．１６ 系列标准
说明 最初的空中接口 使用频段为 １０ ６ ６ Ｇ Ｈ ｚ 适用 Ｌ Ｏ Ｓ 环境 对 ＩＥＥＥ ８０２．１６ 扩展 使用频段为 ２ １１ＧＨｚ 使用于 ＮＬＯＳ 环境 采 用 Ｏ Ｆ Ｄ Ｍ 高级调制技术 对工作在 ２ １１ＧＨｚ 频段的 ＩＥＥＥ ８０２．１６ 协议进行互操作定义 统一 不同厂家产品的协议接口 原名称为 ＩＥＥＥ ８０２．１６ｄ 只是对 ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ 互操作性的加强 后 来对 ＩＥＥＥ ８０２．１６ 和 ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ 进行统一合并 现在称为 ＩＥＥＥ ８０２．１６－２００４ 是目前最权威也得到最广泛公认的标准 在 ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ 的基础上支持用户的移动性 增强移动性管理 对工作在 １０ ６６ＧＨｚ 的宽带无线接入系统的共存进行研究 最初于 ２００１ 年 ９ 月出版 目前由 ＩＥＥＥ ８０２．１６．２－２００４ 所替代 对 ＩＥＥＥ ８０２．１６．２ 进行补充 增加了对 ２ １１ＧＨｚ 的支持 并且增加 了点对点协议的传输
WiMAX标准MAC层调度算法分析
摘要 1摘要WiMAX（World Interoperability for Microwave Access），即全球微波接入互联的简称，是一种基于IEEE 802.16e-2005标准的宽带无线技术，该标准规定了媒体接入控制层（Media Access Control Layer, MAC）和物理层（Physical Layer, PHY）规范。
由于服务质量（Quality of Service, QoS）是MAC层的核心，而调度算法的是影响QoS性能的重要因素。
但WiMAX没有规定使用何种调度算法，所以，现有很多文献对调度算法进行研究，各种调度算法具有各自的特征、作用和优缺点等。
因此，本文针对这一问题，首先，初步介绍了WiMAX标准的发展及其MAC 层的结构和功能。
其次，深入研究了WiMAX标准中各类调度类型和相应的特征、优缺点及QoS要求等。
接下来，通过对大量资料的阅读，对现有的多种调度算法进行了详细的分析，并针对其特征进行对比归纳，得出各种服务类型可选用的调度算法，这是本文的重点内容和工作目标。
最后，对适合实时轮询（Real Time Polling Service）服务的最早时限优先调度（Eearliest Deadline First, EDF）算法进行仿真，进一步加深对各类调度算法的理解。
关键词：WiMAX MAC QoS 调度算法ABSTRACT 1ABSTRACTWiMAX is the short name of World Interoperability for Microwave Access, which is a Broadband Wireless Technology based on the IEEE 802.16e-2005. The standard has defined the specifications of Media Access Control Layer (MAC) and Physical Layer (PHY). The Quality of Service (QoS) is the core of MAC layer, and scheduler has an important effect on QoS performance, but the standard has not defined which scheduling algorithm should be used. So many scheduler algorithms have been studied, each of them has their own characteristics, functions, advantages, disadvantages and so on. As to above problem, this paper firstly introduces the development of WiMAX and the structure and function of MAC layer. Secondly, the scheduling algorithms and the characteristics, QoS requirements, advantages and disadvantages of each one are studied. Then, according to many papers, an analysis of recent scheduling algorithms for WiMAX is made. Compare them and choose the best algorithm for each scheduler, which is the main work in the paper. Finally, in order to make deep understdanding, the Real Time Polling Service is successfully accomplished by using Eearliest Deadline First (EDF) scheduling algorithm.Keywords：WiMAX MAC QoS scheduling algorithms目录 1目录第一章绪论 (1)第二章WIMAX概述 (3)2.1W I MAX简介 (3)2.2W I MAX标准总体框架 (3)第三章MAC层简介 (5)3.1MAC层主要特征 (5)3.2MAC层数据格式 (5)3.3MAC层管理信息 (6)3.4带宽分配和服务质量 (6)第四章QOS保证机制 (9)4.1概述 (9)4.2服务流的概念 (9)4.3服务流分类 (12)4.3.1 预置服务流 (12)4.3.2 已接纳的服务流 (13)4.3.3 激活的服务流 (13)4.5动态服务流管理 (14)4.6调度服务 (14)4.6.1主动授权服务（UGS） (15)4.6.2 扩展实时轮询服务（ertPS） (15)4.6.3 实时轮询服务（rtPS） (15)4.6.4非实时轮询服务（nrtPS） (16)4.6.5尽力而为服务（BE） (16)4.7带宽分配与请求机制 (16)4.7.1 请求 (17)目录4.7.2 授予 (17)4.7.3 轮询 (18)第五章MAC层的调度算法分析 (19)5.1调度算法概述 (19)5.2调度算法的主要功能 (19)5.3调度算法的性能指标 (19)5.4调度算法归类 (21)5.4.1 未知信道状态的调度算法 (21)5.4.2 已知信道状态的调度算法 (25)5.5调度算法的应用 (27)第六章RTPS业务的EDF算法实现 (31)第七章总结 (37)致谢................................................................................................. 错误！未定义书签。
基于IEEE802.16 WMAN QoS机制的研究和优化设计的开题报告
基于IEEE802.16 WMAN QoS机制的研究和优化设计的开题报告一、综述IEEE802.16是一种无线城域网解决方案，其通过广域网无线接入技术(Wireless Metropolitan Area Network)为用户提供了高速的无线数据传输服务，得到了广泛的应用。
在无线城域网中，QoS机制是一个至关重要的问题。
本文旨在研究IEEE802.16的QoS机制，分析其存在的问题并进行优化设计。
二、研究背景传统的802.11无线局域网技术不能满足城市范围的无线服务需求。
IEEE802.16是业界和学术界广泛认可的无线城域网解决方案，由于其大容量、高性能和广泛覆盖等特点，成为越来越多城市的选择。
在无线城域网中，QoS旨在提高网络的准确性、可靠性、圆滑性和效率。
QoS使网络可以为各种服务提供不同的服务质量，不同的服务可以根据其重要性和要求分配不同的优先级。
三、研究目标本文的研究是在了解和掌握IEEE802.16 WMAN QoS机制基础知识的基础上进行的，将重点放在以下几个方面：1.分析IEEE802.16 WMAN QoS机制在现实应用中的问题,对各类问题进行分类。
2.对前期分析结果进行总结，针对其中存在的问题，展开深入的研究，了解其原因。
3.针对研究中发现的问题制定优化方案，改进系统的整体性能，提高无线城域网系统的QoS。
四、研究方案本文的研究方案可以分为以下几个步骤：1.对IEEE802.16 WMAN QoS机制进行理论介绍，包括定义、功能、分类、实现原理等。
2.分析现有QoS方案遇到的问题，包括传输效率低、传输延迟大、服务质量不稳定等。
3.分析问题出现的原因，通过模拟实验、分析调研等方法找到问题根源。
4.针对分析结果制定优化方案，并采用模拟实验和性能测试的方法验证方案的可行性和优化效果。
5.对实验结果进行分析和总结，提出进一步的改进措施和研究方向。
五、研究意义本篇研究意义如下：1.对无线城域网的QoS机制的分析和研究，有助于提高网络的稳定性、可靠性和效率。
WiMAX Mesh网络路由协议与定向天线MAC机制研究的开题报告
WiMAX Mesh网络路由协议与定向天线MAC机制研究的开题报告一、选题背景：WiMAX Mesh网络技术WiMAX是一种无线宽带接入技术，它是IEEE 802.16无线接入标准的一部分，目标是提供高速无线宽带接入。
WiMAX Mesh网络是WiMAX 的一个分支，是一种无线Mesh网络，通过Mesh架构组织节点，实现互联互通，具有自我组织、自我管理、自我修复能力。
WiMAX Mesh网络又可细分为下列网络：1. 802.16e Mesh网络2. 802.16j Mesh网络3. mesh WiMAX二、研究目的：WiMAX Mesh网络路由协议与定向天线MAC机制研究WiMAX Mesh网络是一种自组织的无线Mesh网络，在Mesh网络中各个节点都具有自我组织、自我管理、自我修复的能力，但是Mesh网络中的节点之间呈现出复杂的互联互通关系，需要合理的路由协议才能确保网络的稳定性和可靠性。
定向天线MAC机制也是WiMAX Mesh网络的重要组成部分，它可以有效降低外来干扰，提高无线传输效率。
本研究的目的是深入研究WiMAX Mesh网络路由协议与定向天线MAC机制，探索有效的网络优化方法。
三、研究内容和思路：1.路由协议研究WiMAX Mesh网络中的路由协议有多种，本研究将分析比较几种典型的路由协议，并针对其中存在的问题，设计一种优化的路由协议。
2.定向天线MAC机制研究本研究将研究WiMAX Mesh网络中的定向天线MAC机制，探索其原理和实现方法，并结合实际应用场景，提出一种高效的定向天线MAC机制。
3.仿真实验本研究还将进行一系列的仿真实验，验证所提出的WiMAX Mesh网络路由协议与定向天线MAC机制在性能上的优化效果。
四、研究意义：本研究在实践中对WiMAX Mesh网络路由协议与定向天线MAC机制进行研究，对提高WiMAX Mesh网络的性能和可靠性有重要意义。
该研究可以为无线Mesh网络的研究提供一些借鉴和参考，为无线网络的稳定性和可靠性提供一定的保障，也为相关产业的进一步发展提供技术支持。
IEEE 802.16e标准的MAC层研究的开题报告
IEEE 802.16e标准的MAC层研究的开题报告一、课程背景《无线通信技术》是通信工程系的一门重要课程，是学生们学习通信原理和通信系统的必修基础课程之一。
本课程的教材主要是《移动通信》（第二版）一书，讲授通信系统中的无线传输技术的基本概念、原理和应用，主要包括模拟调制、数字调制、多址技术、无线接入技术、多媒体传输以及无线局域网技术等。
二、选题背景IEEE 802.16e是基于无线城域网（WMAN）的技术标准之一，它将广泛应用于宽带移动通信、视频和音频多媒体传输以及互联网接入等领域。
其中的MAC（媒体访问控制）层协议是整个标准体系中最为关键的一部分，能够影响通信系统的性能和效率。
因此，在学习无线通信技术的过程中，深入研究IEEE 802.16e标准下的MAC层协议，对于理解无线通信系统的实现原理和性能优化具有重要的意义。
三、研究内容本次研究的主要内容包括以下几个方面：1. IEEE 802.16e标准介绍：介绍IEEE 802.16e标准的基本原理、结构和应用。
2. MAC层协议分析：对IEEE 802.16e标准中的MAC层协议进行详细分析，包括MAC PDU的格式、调度算法和服务质量机制等。
3. 性能分析和优化：在了解MAC层协议的基础上，对其性能进行分析和评估，并研究如何优化MAC层协议，以提高通信系统的性能和效率。
4. 实验验证：通过实验验证，测试优化后的MAC层协议对通信系统的性能影响，验证在不同场景下的可行性和可靠性。
四、研究意义通过对IEEE 802.16e标准下的MAC层协议进行深入研究，可以更好地理解无线通信系统的实现原理和技术优化，并在实际应用中提高通信系统的性能和稳定性。
同时，这也有助于我们加深对于通信系统的理解和认识，提升我们的实际操作和应用能力。
五、参考文献1. Tanenbaum A S. Computer Networks[M]. Pearson Education, 2010.2. 3GPP TS 36.211 V15.3.0 Technical specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA); Physical channels and modulation.3. WiMAX Forum. WiMAX System Profile for Fixed Broadband Wireless Access System [S].WiMAX Forum, Copyright ©2006.4. Wei C, Liu D, Zhang Y Z. A summary on the evolution of IEEE 802.16 standard[J]. Telecommunications Science, 2010, 4.5. Yang Y, Lee Y. Analysis of the IEEE 802.16e MAC Protocol and QoS Provisioning[J]. Journal of the Korean Institute of Communications and Information Sciences, 2007, 32(12):1197-1203.。
WiMAX MAC层带宽调度算法研究的开题报告
WiMAX MAC层带宽调度算法研究的开题报告开题报告：WiMAX MAC层带宽调度算法研究一、研究背景和意义WiMAX（全球互操作性无线局域网）是一个以IEEE 802.16标准为基础的宽带无线接入技术，被广泛应用于当前的移动通信和互联网领域中。
WiMAX网络利用网络资源的有效配置来改善网络质量，提高网络吞吐量和用户体验。
在WiMAX MAC层中，带宽调度算法是一种关键技术，可有效地管理和协调节点之间的数据传输。
因此，研究WiMAX MAC层带宽调度算法的优化策略和特点对于提高网络性能具有重要意义。
二、研究内容和方法1.研究WiMAX MAC层带宽调度算法的基本原理和技术特点，对已有算法进行综述和评估。
2.设计和实现一种新的基于竞争性带宽调度算法的WiMAX MAC层带宽调度策略，并通过仿真实验对其效果进行验证和分析。
3.研究新算法的实用性和可行性，从带宽效率、网络吞吐量和通信质量等方面进行评估比较。
4.结合实际应用场景，研究WiMAX MAC层带宽调度算法的性能优化问题，如资源分配、QoS保证等方面的问题。
三、进度安排第一阶段（1个月）：研究WiMAX MAC层带宽调度算法的基本原理和技术特点，对已有算法进行综述和评估。
第二阶段（2个月）：设计和实现一种新的基于竞争性带宽调度算法的WiMAX MAC层带宽调度策略，并通过仿真实验对其效果进行验证和分析。
第三阶段（2个月）：研究新算法的实用性和可行性，从带宽效率、网络吞吐量和通信质量等方面进行评估比较。
第四阶段（1个月）：结合实际应用场景，研究WiMAX MAC层带宽调度算法的性能优化问题，如资源分配、QoS保证等方面的问题。
四、预期成果1.掌握WiMAX MAC层带宽调度算法的基本原理和技术特点，对现有算法进行系统评估。
2.设计并实现一种新的基于竞争性带宽调度算法的WiMAX MAC层带宽调度策略，并对其进行仿真实验验证和性能分析。
3.评估新算法的实用性和可行性，比较其与现有算法的性能差异和优劣。
802.16网络可靠组播重传机制及mesh模式下单双射频混合部署机制的研究
仿真结果表明,该方案能够保证组播业务的完整性,保证业务传输的QoS要求。论文还提出了一种802.16 mesh网络中采用无干扰调度算法的灵活的单双射频混合部署多信道传输机制。仿真结果表明此方案相对单射频网络提高了总体的吞吐量,减小了网络延迟;而相对全双射频网络,具有几乎相同的性能,而成本更低。
802.16网络可靠组播重传机制及mesh模式下单双射频混合部署机制的研究
当今时代,科技发展日新月异。在通信领域,随着无线通信在人们生活中扮演着越来越重要的角色,宽带无线接入技术作为其中的重要部分也有着厂泛的应用无线城域网的宽带无线接入技术,用来解决“最后一千米”的通信要求。
它可以为用户提供范围更广,速率更高的宽带无线接入,在一些没有基础设施可用的地方这种无线接入的方式就更灵活。起初的802.16标准主要是固定宽带无线接入的标准,应用范围有一定的限制,现在,802.16e标准在原有基础上增加了对移动性的支持,这使得802.16标准将会有更广泛的应用空间。由于IEEE802.16在技术上有很多优势因而得到人们的广泛关注,成为宽带无线领域的一个研究热点。
IEEE 802.16中改进的QoS动态分层调度算法设计
IEEE 802.16中改进的QoS动态分层调度算法设计
余翔;马广浩;郭垸汝;朱嘉羲
【期刊名称】《广东通信技术》
【年(卷),期】2014(000)002
【摘要】WiMAX(IEEE802.16)为每个节点提供实时业务和非实时业务，并对不同的业务提出了QoS保证服务。
调度算法是WiMAX为分类业务提供QoS保证的重要技术。
本文提出一种用于WiMAX系统PMP模式下的动态调整优先级的分层调度算法DAPQ， DAPQ算法由基站(BS)和用户站(SS)共同实现，为不同优先级的业务流动态分配带宽，可以为系统提供更好的公平性，并有效的减少时延。
仿真结果表明，本文提出的算法在一定程度上降低了rtPS业务的时延和丢包率。
【总页数】6页(P43-48)
【作者】余翔;马广浩;郭垸汝;朱嘉羲
【作者单位】重庆邮电大学通信与信息工程学院;重庆邮电大学通信与信息工程学院;重庆邮电大学通信与信息工程学院;重庆邮电大学通信与信息工程学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.一种用于IEEE80
2.16中MAC层QoS调度架构设计 [J], 胡军;付明怡
2.基于IEEE802.16带宽调度策略中QoS的研究 [J], 魏新娟
3.IEEE802.16中一种改进的跨层QoS调度架构设计 [J], 马树皓;张春业
4.IEEE 802.16宽带无线接入系统中基于QoS的调度算法 [J], 陆伟贤;周航;刘果
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基于IEEE 802.16的自适应调度算法研究的开题报告
基于IEEE 802.16的自适应调度算法研究的开题报告一、研究背景和意义随着无线通信技术的不断发展，人们对于宽带无线接入网络的需求不断增加。
WiMAX作为一种广域无线接入技术，其优点在于能够提供高速、高效的宽带无线接入服务，为传统有线网络的扩展和无线移动通信的发展提供了良好的解决方案。
而WiMAX的核心技术之一便是基于IEEE 802.16标准的自适应调度技术。
自适应调度算法可以根据不同用户的传输需求和网络状况为其分配合适的调度资源，从而提高网络的效率和性能。
因此，本研究旨在探究基于IEEE 802.16标准的自适应调度算法，为WiMAX网络的进一步优化和发展提供理论支持和实际指导。
二、研究内容和方法1. 研究内容：（1）WiMAX网络架构和调度机制概述；（2）基于IEEE 802.16标准的自适应调度算法原理和实现方式；（3）自适应调度算法的性能评估和优化方法研究。
2. 研究方法：本研究采用文献资料法和实验研究法相结合的方式进行。
（1）文献资料法：主要是对WiMAX网络、自适应调度算法以及其他相关领域的相关研究文献进行综合分析和归纳，总结自适应调度算法的基本原理、方法和实现技术，探讨其在实际应用中存在的问题和挑战。
（2）实验研究法：采用NS-2网络仿真平台进行自适应调度算法的实验研究，针对其性能、效率和可靠性进行评估和优化。
三、预期研究成果和意义1. 预期研究成果：（1）对WiMAX网络基于IEEE 802.16标准的自适应调度算法的原理和实现技术进行深入分析和探讨；（2）建立自适应调度算法的仿真模型，进行多种场景下的实验研究，分析其性能、效率和可靠性；（3）提出一种改进自适应调度算法的方案，从而提高网络的资源利用率和系统性能。
2. 研究意义：本研究的主要意义在于：（1）有助于提高研究人员对于WiMAX网络自适应调度算法的理解和认识，为该领域的进一步研究提供基础和支持；（2）促进WiMAX网络的优化和发展，使其能够更好地满足不同用户的通信需求，提升用户的体验和满意度；（3）对于未来移动通信技术的发展也有一定的借鉴意义。
基于IEEE 802.16d上行调度服务算法的设计与分析的开题报告
基于IEEE 802.16d上行调度服务算法的设计与分析的开题报告1. 研究背景IEEE 802.16标准是一种无线宽带接入技术，也被称为WiMAX。
目前，其最新版本是IEEE 802.16m。
在这个标准中，调度算法是一个关键问题，因为它直接影响到系统的性能。
因此，为IEEE 802.16d上行链路的调度设计一种高效的服务算法是很重要的。
2. 研究目的本文的主要目的是设计一种基于IEEE 802.16d上行调度的服务算法，以提高系统的性能，并评估该算法的性能。
3. 研究内容本文的主要内容包括以下几个方面：(1) 对IEEE 802.16标准进行介绍，包括对其物理层和MAC层的描述。
(2) 分析现有的上行调度算法，并指出它们的优点和缺点。
(3) 设计一种新的基于IEEE 802.16d上行调度的服务算法，以提高系统的性能。
(4) 对该算法进行仿真，并和其他调度算法进行比较，以评估其性能。
(5) 通过实验验证该算法在不同负载情况下的适用性。
4. 研究意义本文的研究意义在于：(1) 提供一种新的基于IEEE 802.16d上行调度的服务算法，以提高系统的性能。
(2) 对现有的调度算法进行分析和比较，为WiMAX系统设计提供参考。
(3) 在实验中对新算法进行验证和评估，增进对该算法的了解和认识。
(4) 对未来更高层次的调度算法设计提供一个基础和参考。
5. 预期结果预计通过本研究可以设计出一种基于IEEE 802.16d上行调度的新的服务算法，该算法可以在提高系统性能的同时减少调度时延。
同时，通过实验验证，可以显示该算法在不同负载情况下的适用性，并且与其他调度算法进行比较评估，为日后更高层次的调度算法设计提供基础和参考。
基于跨层设计的IEEE802.16Mesh网络带宽分配机制研究的开题报告
基于跨层设计的IEEE802.16Mesh网络带宽分配机制研究的开题报告一、选题背景IEEE 802.16标准是一种新兴的无线广域网（WWAN）或无线城域网（WMAN）的解决方案。
它被设计为提供宽带访问，支持多种不同的通信类型和服务质量（QoS）优先级。
802.16Mesh网络是IEEE802.16的一种演变形式，它具有其他无线网络不可比拟的特定拓扑结构和高效的路由算法。
它不断发展，成为下一代城市网络的有力竞争者。
然而，由于多层结构和固定单位间距的先天属性，802.16Mesh网络的带宽分配是一个复杂且经常存在的问题。
因此，如何在802.16Mesh网络中实现高效的带宽分配，已经成为该领域的一个重要研究方向。
二、研究目的和意义本课题旨在通过跨层设计，提出一种高效的802.16Mesh网络带宽分配机制。
该机制将考虑到MAC层和网络层之间的互动，以及节点之间距离的影响。
它将充分利用比特级别的QoS优先级，同时确保网络带宽充分利用。
该研究对于提高802.16Mesh网络的性能和可靠性具有重要的意义，并具有广泛的应用前景。
三、研究内容和技术路线本研究将从以下两个方面进行深入开展：1．分析802.16Mesh网络的特点和带宽分配问题：该部分将分析802.16Mesh网络的特点，包括拓扑结构和路由算法，以及其在带宽分配方面所面临的挑战。
2．跨层设计的带宽分配机制：该部分将提出一种跨层设计的带宽分配机制，涉及到MAC层和网络层之间的交互。
机制将考虑节点之间的距离以及比特级别的QoS优先级。
已知距离的信息将被用于有效地分配带宽，使每个节点可以在保证QoS的同时，达到最佳的性能和效率。
技术路线如下：1．收集802.16Mesh网络的相关信息，包括其特点、拓扑结构、路由算法等，进行调研和分析。
2．通过MATLAB等仿真工具，构造一个仿真平台，用于测试不同的带宽分配机制在不同的网络环境和负载下的性能和效率。
3．在仿真平台上进行基于跨层设计的带宽分配机制的实现，并进行性能测试和优化。
无线Mesh网络多信道MAC机制的研究的开题报告
无线Mesh网络多信道MAC机制的研究的开题报告一、研究背景和意义随着无线Mesh网络的发展，越来越多的应用场景需要支持大量的节点之间的通信。
在大型Mesh网络中，节点数量可能会非常庞大，各节点之间需要频繁地进行数据传输、路由及数据转发等操作。
因此，如何提高无线Mesh网络的数据传输效率和可靠性，是当前需要研究的重要问题之一。
多信道MAC（Medium Access Control）机制是解决大型Mesh网络中数据传输效率和可靠性问题的一种重要技术。
通过使用多个不同的信道，可以将Mesh网络划分为多个子网，降低数据传输的冲突率和延迟，提高传输效率和可靠性。
因此，对无线Mesh网络多信道MAC机制的研究具有重要的意义。
二、研究内容和目标本研究的目标是研究无线Mesh网络多信道MAC机制，并通过实验及仿真验证多信道MAC机制的有效性和优越性。
具体研究内容包括：1. 研究无线Mesh网络多信道MAC机制的技术原理，分析多信道MAC机制对网络性能的影响。
2. 设计并实现多信道MAC协议，完成多信道MAC协议的接口实现和测试案例的编写。
3. 进行多信道MAC机制的仿真实验，比较多信道MAC机制和单信道MAC机制在网络传输效率、可靠性和延迟等方面的差异。
4. 进行硬件实验，验证多信道MAC机制的有效性，并展示实验结果分析。
5. 研究多信道MAC机制在其他无线网络中的应用，并探讨其拓展性及应用前景。
三、研究方法和技术路线本研究将采用实验、仿真与理论研究相结合的方法进行研究，具体技术路线如下：1. 调研无线Mesh网络多信道MAC机制的研究现状和发展动态，分析多信道MAC机制的技术特点和优缺点。
2. 设计并实现多信道MAC协议，完成多信道MAC协议的接口实现和测试案例的编写。
3. 使用NS3仿真工具，构建Mesh网络模型，并实现多信道MAC机制的仿真实验。
4. 基于FPGA实现多信道MAC机制，进行硬件实验，并对实验结果进行分析和总结。
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IEEE802.16Mesh模式下MAC调度机制的研究1曾智慧刘富强陶健李庆(同济大学电子与信息工程学院，上海四平路1239号，200092)【摘要】本文首先介绍了802.16 Mesh模式下的MAC帧结构，然后对协议中的协同分布式调度机制进行了详细的阐述。
根据协议的规定，在NS中编写了新的MAC层源代码，对802.16的MAC调度进行了仿真，实现了Mesh模式下协同分布式MAC调度过程，并对三次握手过程、数据子帧minislots分配成功率和minislots利用率进行了分析。
【关键词】IEEE 802.16Mesh协同分布式调度 MAC NSResearch on MAC scheduling mechanism in IEEE802.16 Mesh modeZhiHui Zeng FuQiang Liu Jian Tao Qing Li[Abstract]This paper firstly introduces MAC frame structure in Mesh mode of 802.16. Secondly coordinate distributed scheduling mechanism in the 802.16 protocol are expressed in details. According to the 802.16 protocol, we have written new MAC c++ source code in order to simulate the scheduling mechanism in Network Simulator. Finally we analyze three-way handshake time, success rate of minislots allocation and usage rate of minislots.[Key word] IEEE 802.16 Mesh coordinate distributed scheduling MAC NS1 基金项目：上海市自然科学基金（02ZD14105）国际合作基金（0800239001）资助项目作者简介：曾智慧，女，硕士研究生，研究方向为无线城域网宽带接入，IEEE 802.16协议刘富强，男，教授，博士生导师，研究方向为无线宽带接入、多媒体信息处理陶健，男，硕士研究生，研究方向为计算机应用李庆，女，硕士研究生，研究方向为无线城域网宽带接入1.引言随着宽带无线接入技术的发展，为日益增长的宽带无线用户提供高带宽，移动性和QoS保证的无线宽带接入成为技术研究的热点。
为此，IEEE 802工作组推出了802.16标准，定义了无线城域网（WMAN）的空中接口规范，开发了2－66GHZ 频带的无线接入物理层（PHY）和媒质接入控制层（MAC），以解决最后一公里的无线宽带接入。
物理层主要定义了调制编码技术，其中正交频分复用(OFDM)和正交频分多址(OFDMA)是物理层的核心技术。
媒质接入控制层定义了共享无线媒质的机制，分为三个子层：特定服务汇聚子层（Service Specific Convergence Sublayer）、公共部分子层（Common Part Sublayer）、安全子层（Privacy Sublayer）。
802.16标准的MAC协议主要是为点对多点（PMP）的宽带无线接入应用而设计的，包括MAC PDU的结构和传输、ARQ机制、调度服务、带宽分配与请求机制、网络接入与初始化、测距、QoS等方面。
但为了适应2－11GHZ频段的物理环境和不同的业务需求，802.16a增强了MAC 层的功能，提出了可选的网状（Mesh）体系结构作为对PMP的补充。
与PMP模式不同，在Mesh 模式下，用户站（subscriber station，SS）之间可构成小规模的1－2跳的多点到多点的无线连接，没有明确的独立上下行链路子帧，每个站能够与网络中的其它站建立直接的通信链路。
由于Mesh模式具有覆盖区路径损失小，Mesh覆盖区和稳健性随用户的增加呈指数改进，以及在多跳环境下用户吞吐量较PMP大等优点[2]，因此研究Mesh网络具有重要的意义。
根据是否支持移动性，IEEE 802.16标准可以分为固定宽带无线接入和移动宽带无线接入标准。
其中802.16a、802.16c、802.16d属于固定无线接入标准，而802.16e属于移动宽带无线接入标准。
本文基于IEEE 802.16a和802.16c 2004年5月的合定标准802.16（草案）[1]，对Mesh模式下MAC 调度机制进行了研究。
本文首先介绍了802.16 Mesh模式下的MAC帧结构，然后对协议中的协同分布式调度算法进行了详细的阐述。
根据协议的规定，在NS中编写了新的MAC层源代码，对802.16的MAC调度进行了仿真，实现了Mesh模式下协同分布式MAC调度过程，并对三次握手过程、数据子帧minislots分配成功率和minislots利用率进行了分析。
最后总结全文并指出了进一步研究的内容。
2.Mesh下的MAC调度机制由于无线网络中无线链路的共享特性以及为多种业务提供不同级别的QoS，无线网络的MAC 层需要调度功能来解决竞争问题。
所谓调度就是协调用户共享无线信道资源（无线中主要是指带宽），如规定用户何时，以何种方式发送数据。
为了调度带宽分配，标准定义了调度业务。
调度业务是指MAC调度程序针对连接上的数据传输，所支持的数据处理机制。
每条连接都与一种单独的数据业务有关。
每种数据业务都与一系列QoS参数（量化服务行为的参数）相关。
标准定义了4种业务：主动授权业务（UGS），实时轮询业务（rtPS），非实时轮询业务（nrtPS），和尽力而为业务（BE）。
MAC层的调度机制可以分为两种类型。
一种是集中式调度，一种是分布式调度。
在集中式调度机制中，使用基站（base station，BS）来协调用户站SS的接入。
SS想要发送数据必须等待基站的许可。
而在分布式调度中，无需BS的许可，SS间可直接基于分布式调度算法进行通信。
与集中式调度相比，分布式方法具有下列几个好处：z使用分布式方法，当节点不能与一些节点通信时，仍然可以发包给其它节点；但在集中式方法中，如果节点不能与基站通信，则不能传输任何包。
z在分布式方法中，无需基站跟踪网内所有节点的状态信息，所有节点共同维护一张状态表；但在集中式方法中，需要基站来做这种额外开销。
z在集中式方法中，基站不能是使用电池的节点，因为一旦电池用光基站就不起作用了，此时其它节点就必须检测出该基站，并选择一个新的基站。
基于上述优点，本文主要研究分布式调度。
802.16 Mesh模式下的分布式调度具有如下特征：z无明确的协商：在多跳，网状网络无明确调度协商的情况下支持常规广播传输的调度，对于网络配置消息是有用的。
z冲突避免：每个节点的扩展邻域内的调度是无碰撞的。
z分布式：算法是完全无需中心控制的分布式的。
z 公平性：调度分配平等对待所有节点。
z稳健性：调度除了是分布式之外，针对每一帧，调度种子伪随机地改变，因此任何碰撞（比如，由瞬时条件引起的碰撞）都不会长存。
分布式调度又可分为协同和非协同方式。
“协同”是指在控制子帧中使用无碰撞方式来调度传输包；“非协同”是指部分地基于竞争的方式来传输调度包。
两者的主要区别在于，协同情况下调度是完全无碰撞的，而非协同方式可能发生碰撞。
本文主要研究协同分布式调度方法。
2.1Mesh 下的MAC 帧结构802.16 Mesh 模式只支持时分双工（TDD ）方式，没有独立的上下行链路。
MAC 帧包括控制子帧和数据子帧，如图1。
控制子帧有两种基本功能：网络控制和调度控制功能。
因此控制子帧又可分为网络控制子帧和调度控制子帧。
网络控制子帧用来创建和维持不同系统间的协调工作，发送MSH-ENTRY (网络接入)消息和MSH-NCFG （网络配置）消息。
MSH-ENTRY 消息是为新节点接入网络提供同步和初始化的方式。
MSH-NCFG 消息提供不同系统节点间的基本通信，如节点的能量、天线、物理逻辑信道信息以及调度参数等。
带有网络控制子帧的MAC 帧周期性地发送，周期为scheduling frame*4+1。
其中，scheduling frame 参数由MSH-NCFG 消息中的Network Description IE (网络描述符信元)给出。
调度控制子帧用来协调不同系统间的数据传输调度，发送MSH-CSCH 消息和MSH-DSCH 消息。
MSH-CSCH 消息用于集中式调度中BS 广播调度信息。
MSH-DSCH 消息用于分布式调度中发送数据前链路连接的建立，同时节点利用MSH-DSCH 消息向邻居广播调度表。
控制子帧分为许多slot 单元，slot 的大小与对应的物理层调制编码方式有关，等于7个物理symbol 大小。
Slot 的个数由MSH-NCFG 消息中的Network Description IE 中的MSH-CTRL-LEN 参数决定。
数据子帧被分为256个minislot 。
在网络控制子帧中，第一个slot 必须用来发送MSH-ENTRY 消息，剩余的MSH-CTRL-LEN—1个slot 用来发送MSH-NCFG 消息。
在调度控制子帧中，由Network Description IE 中的MSH-DSCH-NUM 参数说明有多少个slot 分配给MSH-DSCH 消息。
控制子帧中前面MSH-CTRL-LEN －MSH-DSCH-NUM 个slot 分配给MSH-CSCH 消2.2建立连接的三次握手过程息，然后余下的分配给MSH-DSCH 消息。
用三次握手（图1 mesh 模式下MAC 帧结构802.16 Mesh 模式下的分布式调度运three-way handshaking ）过程来建立发送数据前的连接。
过程如图2所示。
先待发送数用MSH-DSCH 消息图2 三次握手过程首据的请求节点使的Request IE 说明Link ID 、发送数据大小和发送数据持续帧的个数。
然后授权节点根据请求，寻找适合请求的minislots，向请求节点发出Grant IE（direction＝1，表明是发给请求方），说明授权的minislots的位置。
请求节点收到Grant IE后，拷贝授权信息，发送Grant IE（direction＝0，表明是发给授权方）作为确认信息完成三次握手过程。
2.3控制子帧中发送MSH--NCFG和MSH-DSCH消息的分布式调度算法NCFG消息的CFG消息。
为了确传输MSH-NCFG消息的时间是通过协；3)tTime＝Xmt4)情况imeIII.t Xmt Time未知 5）节点Meshm ngminislots的调度过程MSH定网络中有三个节点，分别为NODE0，NOD在Mesh分布式模式下，发送MSH-调度算法与发送MSH-DSCH消息的调度算法相同。