平流层通信系统mac层上行链路带宽调度算法研究及实现

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1、摘要摘要平流层通信系统是在平流层建立的通信系统平台，多个平流层通信系统之间可自行组网或与地面移动核心网共同组网，形成覆盖区域广并且可移动的通信网络。它是地面蜂窝移动通信系统和卫星通信系统以外的一种新型无线通信系统，它体现了通信系统向宽带化移动化进步的历史趋势。满足不同优先级用户和业务服务质量要求的带宽资源分配调度方案是平流层通信系统需要解决的核心问题之一。本文先从协议体系架构对平流层通信系统进行了分析和介绍，然后对无线队列的调度算法做出了研究、讨论和比较，学习借鉴各种适用于不同网络的调度算法，最

2、后根据平流层通信系统的接入层需求，结合系统业务具体情况，设计提出并实现了一种上行带宽分配调度算法的方案。总体上讲，上行带宽调度分配采用二级调度架构。第一级调度主要是按四类业务的算法优先级将系统的带宽从高优先级到低优先级依次分配给各类型业务。而二级调度则是根据各业务QoS参数不同而采用不同的调度算法。另一方面，根据系统网络的特点，规定了其TDD帧结构的参数和帧控制广播消息的结构，(包括UCD、DCD、DLMAP、ULMAP四种)，并用C代码完成调度分配后生成的MAPPDU队列函数，其中包含ULMA

3、P消息队列，根据消息中信息(IE)就可安排组织MS的接入。本文中在提出设计调度算法方案之后在VisualC++进行编程调试，基本实现了平流层通信系统上行带宽资源的分配，并模拟业务连接的产生，在不同业务连接数量和不同模拟运行时间下对软件程序进行了简单测试，分析时隙占用率、平均时延、传输速率、吞吐量、丢包率等参数指标，验证了调度方法的可行性与有效性。为将来系统的进一步设计与规划提供参考算法、参考模型和参考程序。关键词：平流层通信系统，宽带无线接入，MAC层带宽调度算法，服务质量(QoS)，Visua

4、lC++ABSTRACTStratosphericTelecommunicationcommunicationsystemisallimportantparofthefutureglobalcommunicmionsystem．Itoveritsownnetworkormobilenetworkwithcommongroundnetwork．Itcallbeusedasallimportantcomponentofthespace-basedinformationsystem，Anditmayb

5、ecomeagroundsystemformobilecommunicationsandsatellitecommunicationssystemsafterthetmrdwirelesscommunicationsystem．itistheinformationsuperhighwaygroundtospace，fixedterminalstotheextensionofmobileterminals．Theplatformintheaccesslayerneedtosupportthepri

6、oritiesofdifferentusers，accordingtotheirpriorityleveldividedbythedifferencebetweentheupstreambandwidth，ontheotherside，serviceisalsoneededfordifferenttypesofbusinessbandwidth．Inthispaper,firstofallitanalysisandingoducetheaccesslayerarchitectureandfunc

7、tionoftheStratosphericTelecommunicationplatform，AnddiscussthewirelessnetworkSchedulingAlgorithm，atlastitdesignanewschedulingschemeforStratosphericTelecommunicationplatformaccesslayer．ThisSchedulingschemenotonlyCallmeettheMAClayerQualityofService(QoS)

8、requirementsbutalsothedynamicbandwidthallocation．ItincludeMobilecenterStation(MCS)bandwidthallocationbasedontrafficprioritiesofthemobilestation(MS)Weighted，butalsoincludemobilestationwithintwosteptrafficuplinkbandwidthallocationframework,Whichwillinc