基于IEEE 802.16系列标准的WiMAX系统是主流的下一代宽带无线接入系统,凭借其更高的速率、更大的容量、更低的成本等优势,在全球得到广泛的部署,为用户提供优质服务体验。在IEEE 802.16标准中对WiMAX系统的物理层和MAC层做了详细定义,形成统一的空中接口规范。为了满足支持多种业务类型的需求,IEEE 802.16标准在MAC层引入了完整的QoS机制,并定义了五种业务类型及相应的带宽申请和与分配方法。但是对于如何具体实现QoS保证,以及保证这些QoS需求的带宽资源调度算法,都没有做出规定,也没有给出参考意见。因此,对于QoS机制和调度算法的研究,是WiMAX系统技术研究的重点之一。本文主要在对IEEE 802.16标准进行深入研究的基础上,分析了MAC层QoS保证的实现机制。在MAC层中一共定义了UGS、rtPS、ertPS、nrtPS和BE五种QoS业务类型,其中UGS、rtPS和ertPS都属于实时业务类型,nrtPS和BE都是非实时业务类型。针对每种QoS类型,都有一套相对应的QoS参数集,包括最大保持速率、最小保证速率、最大时延、抖动和轮训间隔等参数,通过这些参数来保证每种业务达到预期的质量。MAC层的特定业务汇聚子层和公共部分子层一起来支撑和实现这种QoS保证。在上层数据包通过业务接入点进入MAC层之后,首先经过MAC层顶部的特定业务子层中的分类器进行分类,然后映射到具有不同QoS业务类型的连接上,再经过公共部分子层进行调度。MAC层的资源调度可以分为死限调度和余量调度两个阶段,死限调度是在系统空口带宽较小,无法满足所有用户的最小保证速率时生效,如果带宽较大,满足所有用户的最小保证速率之后还是剩余带宽时进行余量调度。WiMAX的MAC层资源调度算法都由系统厂商自行实现,标准中没有详细定义。本文分析了Sequence、WFQ、PFS、MAC C/I、Fair Throughput以及Fair Time共六种调度算法,针对这死限调度和余量调度的特点以及各种调度算法的实现原理,分别设计了相应的测试方案。然后实际搭建了一个由终端、WiMAX基站以及核心网组成的完整的测试网络平台,进行实际测试。最后给出测试结果,通过将测试结果和理论结果进行对比分析,可以看出在测量误差允许的范围内,这六种MAC层调度算法能够按照理论预期正确分配系统带宽。