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近年来,随着Internet和多媒体技术的飞速发展,用户对带宽的要求越来越高,无线宽带接入技术已经日益成为人们关注的热点问题。IEEE 802委员会于1999年成立了802.16工作组来专门制定无线宽带接入标准,以解决最后一公里的无线宽带接入。2005年12月,IEEE 802工作组在IEEE 802.16d协议的基础上提出了IEEE 802.16 e标准,定义了一种既能提供高速数据业务又使用户具有移动性的宽带无线接入解决方案。
由于IEEE 802.16 e标准支持多种类型的多媒体业务,并在媒质接入层(MAC层)部分提出了要对各种不同的服务应用提供服务质量(QoS)保证,因此,如何最大限度地满足各类业务的QoS就显得尤为重要。尽管IEEE 802.16e标准中定义了服务流机制以及各类业务的关键QoS参数,但没有定义如何调度来达到所要求的QoS,并把MAC层分组调度算法设计这一重要问题留待开发者来解决。
本文在分析IEEE 802.16 e标准中的MAC层QoS保障机制和服务类型定义的基础上,对IEEE 802.16 e系统中的MAC层分组调度算法进行了研究。
首先,本文提出了将指数算法(EXP)应用到802.16 e系统实时类业务调度中的MAC层下行调度方案,并在EXP算法的基础上进行了改进,提出了自适应的指数算法(AEXP),以增强系统公平性和降低分组等待时延。通过实时场景仿真实验将AEXP算法和EXP算法、自适应比例公平算法(APF)进行比较,验证了AEXP算法能以牺牲小部分吞吐量的代价换取用户公平性和平均分组时延方面的性能提升。
然后,通过借鉴混合调度的思想,本文提出了针对非实时类业务的混合自适应比例公平调度算法(HAPF),并通过在非实时类业务的场景下进行的仿真实验对比了HAPF算法与比例公平算法(PF)、APF算法的性能,验证了HAPF算法在保证非实时类业务的最小预定传输速率方面的优越性。