無(wú)線城域網(wǎng)中帶寬請(qǐng)求的接入控制.pdf

1、作為一種新興的無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線城域網(wǎng)具有高速度，遠(yuǎn)距離，高效率的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)成為了無(wú)線通信研究的熱點(diǎn)。為了提供QoS支持，無(wú)線城域網(wǎng)采用了請(qǐng)求/授予模式來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，即用戶站想要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先必須向基站發(fā)送帶寬請(qǐng)求。由于帶寬請(qǐng)求是數(shù)據(jù)收發(fā)的前提，因而有效的帶寬請(qǐng)求接入控制對(duì)無(wú)線城域網(wǎng)的性能具有重要的影響，它是無(wú)線城域網(wǎng)的一個(gè)基礎(chǔ)問(wèn)題。 目前IEEE802.16協(xié)議定義了輪詢、捎帶、借用、輪詢位帶寬請(qǐng)求發(fā)送方法，針對(duì)廣播輪詢時(shí)，

2、協(xié)議推薦采用基于二進(jìn)制指數(shù)回退算法的競(jìng)爭(zhēng)解決方案，這些方法和方案為帶寬請(qǐng)求的接入定義了框架和基礎(chǔ)。但是各種方法的性能特征，適應(yīng)范圍，以及各種方法之間的選擇都不在標(biāo)準(zhǔn)的定義范圍。為了最大限度地使用無(wú)線資源并保證QoS的支持，論文研究了無(wú)線城域網(wǎng)中基于二進(jìn)制指數(shù)回退算法的競(jìng)爭(zhēng)解決方案的性能，給出了一種中心調(diào)度的競(jìng)爭(zhēng)解決方案，針對(duì)組播輪詢提出了一種二元組播輪詢，討論了單播輪詢和廣播輪詢的選擇算法，最后結(jié)合競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)分復(fù)用多路接入?yún)f(xié)議的特點(diǎn)，提出

3、了一種n模的多路接入?yún)f(xié)議。這些研究對(duì)于無(wú)線城域網(wǎng)的組網(wǎng)和運(yùn)營(yíng)具有重要的指導(dǎo)意義。論文的具體工作為： (1)基于IEEE802.16MAC層的特征以及它與802.11的差別分析，論文給出了傳送機(jī)會(huì)利用率u，帶寬請(qǐng)求延時(shí)d等性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，并通過(guò)概率分析的方法給出這些性能指標(biāo)的計(jì)算方法，通過(guò)理論和模擬結(jié)果分析，討論了初始化競(jìng)爭(zhēng)窗口w，最大競(jìng)爭(zhēng)窗口Wmax、每幀中提供的傳送機(jī)會(huì)數(shù)目Nto，用戶站總數(shù)目N，活動(dòng)用戶站數(shù)目n等參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能

4、的影響，基于這些分析，給出了無(wú)線城域網(wǎng)中設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)的原則和方法。 (2)通過(guò)對(duì)IEEE802.16競(jìng)爭(zhēng)性能的分析，論文發(fā)現(xiàn)基于二進(jìn)制指數(shù)回退方法在某些情況下性能并不是最優(yōu)的，在分析導(dǎo)致性能不能達(dá)到最優(yōu)的原因的基礎(chǔ)上，根據(jù)IEEE802.16的特點(diǎn)，論文給出了一種中心調(diào)度的競(jìng)爭(zhēng)解決方案，它的基本思想是，基站在每個(gè)時(shí)間幀把預(yù)測(cè)的當(dāng)前活動(dòng)用戶站數(shù)目廣播給所有的用戶站，用戶站每次以該數(shù)目參與競(jìng)爭(zhēng)。理論分析和模擬結(jié)果表明，雖然基站對(duì)用戶

5、站點(diǎn)預(yù)測(cè)存在誤差，但是中心調(diào)度的方法依然能達(dá)到比較好的性能，在很多指標(biāo)上，它優(yōu)于基于二進(jìn)制指數(shù)回退算法的方案。 (3)二進(jìn)制指數(shù)回退方法和中心調(diào)度方法理論上性能都只能達(dá)到(1-1/n)n-1,這一結(jié)果在n比較大時(shí)并不理想，因此本文分析了無(wú)線城域網(wǎng)中單播輪詢和組播輪詢的性能特點(diǎn)，給出了一種二元組播輪詢，通過(guò)將用戶站兩兩分組，來(lái)提高競(jìng)爭(zhēng)的成功率，理論分析表明，二元組播輪詢?cè)谟脩粽军c(diǎn)數(shù)目低于0.75倍總站點(diǎn)數(shù)目時(shí)，比單播輪詢性能要好。

6、結(jié)合廣播輪詢的特點(diǎn)，本文還給出了基站在選擇廣播輪詢和單播輪詢時(shí)的原則和方法。 (4)帶寬請(qǐng)求的發(fā)送本質(zhì)上是一個(gè)多路接入點(diǎn)問(wèn)題，多路接入有競(jìng)爭(zhēng)和非競(jìng)爭(zhēng)兩種方式，競(jìng)爭(zhēng)方式適合于用戶站站點(diǎn)數(shù)目不多的情況，而非競(jìng)爭(zhēng)方式則正好相反，為了有效地結(jié)合競(jìng)爭(zhēng)方式和非競(jìng)爭(zhēng)方式的優(yōu)點(diǎn)，論文給出一種n模的多路協(xié)議，它的思想是：協(xié)調(diào)者(基站)將當(dāng)前競(jìng)爭(zhēng)的狀況以，n數(shù)廣播給所有的站點(diǎn)，各個(gè)站點(diǎn)通過(guò)將自己的編號(hào)與n求模得到-余數(shù)r，然后站點(diǎn)在第r個(gè)時(shí)隙發(fā)送自