基于wimax城域网qos的调度策略研究与实现

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1、万方数据第22卷第1期新乡教育学院学报V01．22．No．IJOURNALOFX晒趔QEDUCATIONCOLLEGE2009年3月MAR．2009基于WiMAX城域网QoS的调度策略研究与实现刘芳(乌鲁木齐铁路运输学校，新疆乌鲁木齐830011)摘要：宽带无线城域网是当今元线通信领域中的一个热点，而其中的资源调度策略直接关系到系统性能的优劣。针对IEEE802．16e标准下的宽带无线接入系统，设计了一套能够保证用户QoS的资源调度和分配方案。该方案由接纳控制方案、请求机会分配方案及带宽分配方案三部分组成，它的双层调度机制能够针对不同QoS等级的业务提供不同的调度方案，满足

2、用户的QoS要求。关键词：Wimax；IEEES02．16e；服务质量；调度策略中图分类号：TN929．5文献标识码：A文章编号：1672—3325{2009)01-0127-03作者简介：刘芳(1966-)，女，新疆乌鲁木齐市人，硕士，讲师。研究方向：数字通信、光纤通信。Wimax宽带无线城域网是目前无线通信领域中的一个热点。基于IEEE802．16标准的无线城域网系统组网灵活快速、升级维护方便、能提供高速的上行和下行数据传输且支持不同业务的Qos需求等特点，受到了国内外各大设备厂商和运营商的普遍关注，有广阔的应用前景。Wimax核心标准IEEE802．16e系统中的MA

3、C层采用了面向连接的机制，为语音、数据、多媒体等多种业务提供相应的QoS保证，但是，标准并没有对资源调度和带宽分配的细节进行标准化。由于调度策略的优劣直接关系到整个系统的吞吐量、延时、阻塞率等性能，因此笔者针对802．16e系统的资源调度策略进行系统的研究，以得到资源分配方面的具体有效的方案。所提出的调度算法由接入控制方案、请求机会分配方案及带宽分配方案三部分组成，它的双层调度机制能够针对不同业务类型提供不同的调度方案，从而保证用户的QoS。一、Wimax无线城域网的MAC机制分析Wimax核心标准802．16eMAC是为包含中心基站的点对多点无线接入结构设计的，上、下行链

4、路同时提供高速接入。它提供的服务既包括传统的基于时分复用的话音和数据业务，也包括IP业务和基于口的分组话音业务(VoIP)，还支持各类骨干网的承载要求。802．16eMAC是面向连接的，所有终端的数据业收稿日期：2008-09—24务都基于连接，每个连接用一个16比特的CID标识。基于这种面向连接的方式，802．16eMAC可以实现带宽请求、QoS和业务参数绑定以及映射数据到会聚子层等功能。802．16e的多址接入采用时分多址(rIDMA)和按需分配多址(DAMA)相结合的方式，每个信道的时隙分配可以根据带宽请求动态地改变。基站(BS)控制时隙的使用，一些时隙分配给特定的用

5、户站(ss)传输数据，一些时隙用于各个SS的带宽申请，还有的时隙用于新的Ss接入网络。在带宽分配上，802．16MAC采用请求一授予的机制，可以兼顾无竞争接入的稳定性和有竞争接入的有效性，使得在有大量统计复用的用户情况下，仍能保持使用效率。802．16e为区别业务的QoS等级，定义了四种业务：主动授予业务(UnsolicitedGrantServiceUGS)、实时轮询业务(Real—timePollingSer-viceItPS)、非实时轮询业务(Non—real—timePollingServicenrtPS)、尽力而为业务(BestEffortServiceBE)o它

6、们的优先级依次递减。二、调度策略的整体架构和具体方案(一)调度策略的整体架构基于以上对MAC层机制的分析，调度策略的整体架构由三部分组成：接人控制策略、请求机会分配策略、带宽分配策略。接入控制用来限制接入网络的业务流数量，以避免过载或饥饿的发生。请求机会分配给处于不同优先级的连接提供相应的清求机万方数据会。带宽分配，用来决定在特定队列中各数据包接受服务的先后顺序和服务数量，是整个调度策略最核心的部分。三个部分共同作用，保证了系统的QoSo在该调度策略的整体架构下，BS和SS的通信流程如图1所示。用户坫(sS)基站(BS)DSA新建连接／改变DSCDSD接人控翩策略连接／删除

7、连接iIBRIE请求机会分配簟略带宽申请3andwidtfrequdstT带笕分配策略和MAP生成棋块UL．MAP上下行敷据处理DL-MAP图l调度策略的整体架构和通信流程(--)接入控制方案接人控制方案的作用是限制接入网络的业务流数量，以避免系统过载，防止正在服务的业务由于拥塞而得不到服务质量保证。当业务发起时，由SS向BS通过消息DSA申请建立连接，同时将业务的优先等级、QoS类型通知BS，Bs则根据接入控制策略进行判断。如果策略允许，则准许接入，返回准许接入的管理消息，从而建立新的连接，否则拒绝。具体的接入控