（計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)論文）80216中基于gpc的上行帶寬分配算法研究.pdf

中文摘要 寬帶無線通信網(wǎng)絡(luò)近幾年來得到了高速的發(fā)展，人們在享受寬帶無線網(wǎng)絡(luò)帶 來的上網(wǎng)便利的同時(shí)，對寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量( q o s ) 也提出了新的要求。 目前的寬帶無線接入技術(shù)由于其本身固有的局限性，在接入成本、網(wǎng)絡(luò)部署以及 支持服務(wù)質(zhì)量方面存在著先天的不足。為了解決上述問題，i e e e 提出了一個(gè)新 的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)的接入標(biāo)準(zhǔn)一8 0 2 1 6 。 該標(biāo)準(zhǔn)對物理層和媒體接入層( m a c 層) 機(jī)制都進(jìn)行了詳細(xì)的描述，該標(biāo)準(zhǔn) 在m a c 層加入q o s 機(jī)制，以便為不同的業(yè)務(wù)提供不同服務(wù)質(zhì)量( q o s ) 的保證。 標(biāo)準(zhǔn)中對q o s 服務(wù)流和參數(shù)配置信令體系、基于q o s 的調(diào)度服務(wù)類別和相應(yīng)的 帶寬請求分配信令等進(jìn)行了定義。但卻把帶寬分配算法這個(gè)重要的問題留待開 發(fā)者來解決。 本文對8 0 2 1 6 協(xié)議的媒體接入層的q o s 機(jī)制進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和研究，在 對8 0 2 1 6 協(xié)議的結(jié)構(gòu)和信令體系進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的基于每個(gè)連 接( g p c ) 的帶寬分配算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)i e e e 8 0 2 1 6 定義的服務(wù)類別，實(shí)現(xiàn)了一種基于每個(gè)連接的二級調(diào)度算法， 將總帶寬按加權(quán)的最大最小公平算法( w e i g h t e dm a x m i n ) 在系統(tǒng)中的各類業(yè)務(wù) ( 除了u g s 業(yè)務(wù)) 之間進(jìn)行分配，再在各種類型業(yè)務(wù)流內(nèi)部對不同的連接 ( c o n n e c t i o n ) 進(jìn)行帶寬分配。針對r t p s 類別的服務(wù)流連接，采用加權(quán)最大最小公 平算法和e d f ( e a u r l i e s td e a d l i n ef i r s t ) 調(diào)度算法針對b e s t e f f o r t 類的服務(wù)流連接， 采用最少帶寬請求優(yōu)先的調(diào)度算法。本論文最后搭建了基于i e e e 8 0 2 1 6 的 o p n e t 仿真平臺，對本文提出的帶寬分配算法進(jìn)行仿真和分析。 關(guān)鍵詞： i e e e 8 0 2 16 寬帶無線接入服務(wù)質(zhì)量帶寬分配 a b s t r a c t b r o a d b a n dw i r e l e s sc o m m u n i c a t i o nn e t w o r kh a sb e e nd e v e l o p e dg r e a t l yr e c e n t y e a r s p e o p l eb r i n gu pn e wr e q u i r e m e n t so f t h eq o si nb r o a d b a n dw i r e l e s sn e t w o r ka s t h e ye n j o yt h ec o n v e n i e n c eo ft h ew i r e l e s sn e t w o r k h o w e v e r , t h e r ea r es o m e i n s t i n c t i v el i m i t a t i o n so ft h eb r o a d b a n dw i r e l s sn e t w o r ka c c e s st e c h n o l o g yi nn e t w o r k c o s t , n e t w o r kd e p l o y m e n to rs u p p o r t i n gq u a l i t yo fs e r v i c e 觸ar e s u l t , i e e e o r g a n i z a t i o nb r i n g su pa n e ws t a n d a r do ft h eb r o a d b a n dw i r e l e s sa c c e s sn e t w o r k , t h a t i s8 0 2 16s t a n d a r d n e8 0 2 16s t a n d a r dg i v e sad e t a i l e dd e s c r i p t i o no ft h ep h y s i c a ll a y e ra n dm a c l a y e rm e c h a n i s m i nm a cl a y e r , q o sm e c h a n i s mi sc o n t a i n e di no r d e rt oo f f e rd i f f e r e n t q o sg u a r a n t e e st od i f f e r e n ts e r v i c e n es t a n d a r dd e f i n e st h eq o ss e r v i c ef l o w , t h e s i g n a l i n gp a r a m e t e r s ，t h eq o ss c h e d u l i n gs e r v i c ea n dt h ec o r r e s p o n d i n gb a n d w i t h r e q u e s t a l l o c a t i o ns i g n a l i n g ，b u ti t l e f tt h em a j o rq u e s t i o n 一- b a n d w i d t ha l l o c a t i o n a l g o r i t h mu n d e f i n e d i nt h i sp a p e r ，w eg i v ead e t a i l e dd e s c r i p t i o no ft h em a c l a y e ro f8 0 2 16p r o t r o c 0 1 b a s e do nt h er e s e a r c ho ft h ep r o t o c o ls t r u c t u r ea n dt h es i g n a l i n ga r c h i t e c u t u r e ，w e r e a l i z eab a n d w i d t ha l l o c a t i o na l g o r i t h mb a s e do np e rc o n n e c t i o n ( g p c ) w eb r i n gu pat w o - l e v e r la l g o r i t h mb a s e do ng p c t h et o t a lb a n d w i d t hi sf i r s t a l l o c a t e db e t w e e nd i f f e r e n ts e r v i c e s ( n o ti n c l u d i n gu g ss e r v i c e ) a c c o r d i n gt ot h e w e i g h t e dm a x m i ns c h e d u l i n ga l g o r i t h ma n dt h e ni t i s a l l o c a t e db e t w e e nd i f f e r e n t c o n n e c t i o n si no n es e r v i c e w e i g h t e dm a x - m i na l g o r i t h ma n de d f ( e a r l i e s td e a d l i n e f i r s t ) a l g o r i t h ma r ea d o p t e df o rt h er e a l t i m es e r v i c ef l o w a n ds h o r t e s tb a n d w i d t h r e q u i r e m e n tf i r s ta l g o r i t h mi sf o rb e s te f f o r ts e r v i c ef l o w w es e tu pas i m u l a t i o n p l a t f o r mo ft h ei e e e8 0 2 1 6u s i n go p n e tt o t e s to u ra l g o r i t h ma n da n a l y s et h e s i m u a t i o nr e s u l t k e yw o r d s ：i e e e8 0 2 16 ，b r o a d b a n dw i r e l e s sa c c e s s ，q o s ，b a n d w i d t h a l l o c a t i o n 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表 或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得丞注盤堂或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證 書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均己在論文中 作了明確的說明并表示了謝意。 學(xué)位論文作者簽名：己小豸彰簽字日期：- 彷7 年月r 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解苤鲞盤堂有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。 特授權(quán)叁鎏盤堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢 索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校 向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明) 學(xué)位論文作者簽名：弓小每u 蕾 簽字日期： 硼年 月廠日 導(dǎo)師簽名：妊材母 新簽名：移材母 簽字日期：砧年2 一月j - 日 二l ，礦 7 j 第一章緒論 1 1 研究背景 第一章緒論 隨著i n t e m e t 的迅速發(fā)展和個(gè)人對數(shù)據(jù)通信需求的快速增長，通信技術(shù)的發(fā) 展呈現(xiàn)出寬帶化、無線化和i p 化三大趨勢。而寬帶無線接入技術(shù)餌w a ) 很好的 融合了這三大趨勢，成為當(dāng)前業(yè)界的討論熱點(diǎn)。 寬帶無線接入技術(shù)與傳統(tǒng)的有線接入技術(shù)相比具有建設(shè)成本低、擴(kuò)展性好、 部署速度快、維護(hù)費(fèi)用低以及可以支持多種業(yè)務(wù)類型等優(yōu)點(diǎn)。2 0 世紀(jì)9 0 年代寬 帶無線接入技術(shù)發(fā)展迅速，以本地多點(diǎn)分配系統(tǒng)( l m d s ) 和多信道多點(diǎn)分配 ( m m d s ) 為代表的無線技術(shù)定位于為小型辦公室( s o h o ) 、中小企業(yè)、城市商業(yè) 中心提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，但是由于標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，這一產(chǎn)業(yè)并沒有像人們預(yù)期的那 樣進(jìn)一步繁榮壯大。另外一個(gè)重要的寬帶無線接入技術(shù)是無線局域網(wǎng)技術(shù) ( w l a r 、j 3 ，它以無線代替有線，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的功能。該技術(shù)雖然在商業(yè) 上得到了廣泛的應(yīng)用，但是仍有不足，例如：不能r - , 很z 好的適應(yīng)室外無線接入，設(shè) 計(jì)時(shí)的低功耗限制了通信距離；擴(kuò)展性不好，用戶數(shù)目的增加，會(huì)引起吞吐率減 少；q o s 的實(shí)現(xiàn)基于信道競爭機(jī)會(huì)的大小，不能完全滿足業(yè)務(wù)的q o s 要求等。 由于上述原因，i e e e8 0 2 1 6 技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。8 0 2 1 6 技術(shù)是采用無線方式實(shí) 現(xiàn)“最后一公里接入的寬帶接入技術(shù)。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在這一技術(shù)集成了無線 接入技術(shù)的移動(dòng)性與靈活性以及傳統(tǒng)寬帶接入技術(shù)的高帶寬特性，其技術(shù)優(yōu)勢可 以概括如下： ( 1 ) 傳輸距離遠(yuǎn)、接入速度高。物理層采用o f d m 技術(shù)，能有效對抗多徑干 擾；同時(shí)采用自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)覆蓋范圍和傳輸速率的折衷；此外， 還利用自適應(yīng)功率控制，可以根據(jù)信道狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射功率。從而使其具有更 大的覆蓋范圍以及更高的接入速率。 ( 2 ) 無“最后一公里”瓶頸限制、系統(tǒng)容量大。作為一種寬帶無線接入技術(shù)， 它接入靈活、系統(tǒng)容量大。服務(wù)提供商無需考慮布線、傳輸?shù)葐栴}，只需要在相 應(yīng)的場所架設(shè)基站。一個(gè)基站可以同時(shí)為眾多客戶提供服務(wù)，并為每個(gè)客戶提供 獨(dú)立帶寬請求支持。 ( 3 ) 提供廣泛的多媒體通信服務(wù)。該技術(shù)可以提供面向連接的、具有完善q o s 保障的電信級服務(wù)，滿足用戶的各種應(yīng)用需要。 第一章緒論 ( 4 ) 提供安全保證。其空中接口專門在m a c 層上增加了私密子層，不僅可 以避免非法用戶接入，保證合法用戶順利接入，而且提供加密功能，充分保護(hù)用 戶隱私。 ( 5 ) 互操作性好，有良好的兼容性。 ( 6 ) 應(yīng)用范圍廣?？梢詰?yīng)用于廣域接入、企業(yè)寬帶接入、家庭“最后一公里 接入、熱點(diǎn)覆蓋、移動(dòng)寬帶接入以及數(shù)據(jù)回傳等所有寬帶接入市場。在有線基礎(chǔ) 設(shè)施薄弱的地區(qū)，尤其是廣大農(nóng)村和山區(qū)，該技術(shù)更加靈活、成本低，是首選的 寬帶接入技術(shù)。 為了促進(jìn)8 0 2 1 6 標(biāo)準(zhǔn)的制定，英特爾，富士通以及諾基亞等大公司聯(lián)手成 立t w i m a x g v o r l d w i d ei n t e r o p e r a b i l i t yf o rm i c r o w a v ea c c e s s ) 論壇【，以加快符 合該標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入設(shè)備的上市速度。目前，i e e e 協(xié)會(huì)共頒布了7 個(gè)8 0 2 1 6 標(biāo)準(zhǔn)，它們分別是：8 0 2 1 6 ，8 0 2 1 6 a ，8 0 2 1 6 e ，8 0 2 1 6 d ( 8 0 2 1 6 2 0 0 4 ) ，8 0 2 1 6 e ， 8 0 2 1 6 f ( 8 0 2 1 6 e 2 0 0 5 ) 和8 0 2 1 6 9 ，其中主要的是8 0 2 1 6 d 和8 0 2 1 6 e ?，F(xiàn)對各標(biāo) 準(zhǔn)說明如下： 標(biāo)準(zhǔn)序發(fā)布時(shí) 號 頻段技術(shù)說明 間 i e e e1 0 - 6 6規(guī)定了多業(yè)務(wù)的點(diǎn)到多點(diǎn)固定寬帶無線接口系統(tǒng) 2 0 0 2 年 8 0 2 1 6g h z 空中接口，包括m a c 層和物理層4 月 ! e e2 1 1 在較低的頻段上對m a c 層修改擴(kuò)展和對物理層進(jìn) 2 0 0 3 年 8 0 2 1 6 ag h z 行補(bǔ)充規(guī)范，結(jié)合了a r q 等技術(shù) 1 月 i e e e1 0 - 6 6更新擴(kuò)展了8 0 2 1 6 的部分內(nèi)容，列出了用于典型2 0 0 2 年 8 0 2 1 6cg h z 情況下的特征功能集合 1 2 月 i e e e2 1 1 是8 0 2 1 6 的一個(gè)修訂版本，頻率適用范圍為 2 0 0 4 年 8 0 2 1 6 dg h z2 - 1 1 g h z 6 月 面向移動(dòng)終端服務(wù)，支持用戶站已車載速度移動(dòng)， i e e e2 - 6 6 2 0 0 5 年 結(jié)合固定和移動(dòng)帶寬無線接入，以及在基站或扇區(qū) 8 0 2 1 6eg h z 1 2 月 之間支持高層切換功能 i e e e2 - 6 6規(guī)定了m a c 層和物理層的管理信息庫( 加b ) 以及2 0 0 5 年 8 0 2 1 6 fg h z 相關(guān)的管理流程。 1 2 月 i e e e 2 - 6 6規(guī)定系統(tǒng)管理流程和接口，實(shí)現(xiàn)8 0 2 1 6 設(shè)備的互 制定中 8 0 2 1 6gg h z 操作性和對網(wǎng)絡(luò)資源、移動(dòng)性和頻譜的有效管理。 上述不同版本的協(xié)議有不同的應(yīng)用場景，它能向固定、漫游、便攜、低速移 動(dòng)和高速移動(dòng)等五種應(yīng)用場景下的用戶站提供寬帶無線連接，這些應(yīng)用場景的區(qū) 別在于用戶站的移動(dòng)性特征和與移動(dòng)相關(guān)的切換、無線資源管理、q o s 、功率控 2 第一章緒論 制等方面。 ( 1 ) 固定應(yīng)用場景：固定接入業(yè)務(wù)是8 0 2 1 6 運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中最基本的業(yè)務(wù)模型， 包括用戶因特網(wǎng)接入、傳輸承載業(yè)務(wù)及w i - f i 熱點(diǎn)回程等。 ( 2 ) 漫游應(yīng)用場景：漫游式業(yè)務(wù)是固定接入方式發(fā)展的下一個(gè)階段。終端可 以從不同的接入點(diǎn)接入到一個(gè)運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)中；在每次會(huì)話連接中，用戶終端只 能進(jìn)行站點(diǎn)式的接入；在兩次不同網(wǎng)絡(luò)的接入中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將不被保留。 ( 3 ) 便攜應(yīng)用場景：在這一場景下，用戶可以步行連接到網(wǎng)絡(luò)，除了進(jìn)行小 區(qū)切換外，連接不會(huì)發(fā)生中斷。便攜式業(yè)務(wù)在漫游式業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了發(fā)展， 從這個(gè)階段開始，終端可以在不同的基站之間進(jìn)行切換。當(dāng)終端靜止不動(dòng)時(shí)，便 攜式業(yè)務(wù)的應(yīng)用模型與固定式業(yè)務(wù)和漫游式業(yè)務(wù)相同。當(dāng)終端進(jìn)行切換時(shí)，用戶 將經(jīng)歷短時(shí)間( 最長為2 s ) 的業(yè)務(wù)中斷或者感到一些延遲。切換過程結(jié)束后， t c p i p 應(yīng)用對當(dāng)前i p 地址進(jìn)行刷新，或者重建地址。 ( 4 ) 低速移動(dòng)應(yīng)用場景：在這一場景下，用戶在使用寬帶無線接入業(yè)務(wù)中能 夠步行、駕駛或者乘坐公共汽車等，但當(dāng)終端移動(dòng)速度達(dá)到6 0 1 2 0 k m h 時(shí)，數(shù) 據(jù)傳輸速度將有所下降。這是能夠在相鄰基站之間切換的第一個(gè)場景，在切換過 程中，數(shù)據(jù)包的丟失將控制在一定范圍，最差的情況下，t c p 口會(huì)話不中斷， 但應(yīng)用層業(yè)務(wù)可能有一定的中斷。切換完成后，q o s 將重建到初始級別。低速移 動(dòng)和全移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要支持休眠模式、空閑模式和尋呼模式。 ( 5 ) 高速移動(dòng)應(yīng)用場景：在這一場景下，用戶可以在移動(dòng)速度為1 2 0 k m h 甚 至更高的情況下無中斷地使用寬帶無線接入業(yè)務(wù)，當(dāng)沒有網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)，用戶終端 模塊將處于低功耗模式。 參考通用的無線通信體系結(jié)構(gòu)，w i m a x 網(wǎng)絡(luò)參考架構(gòu)可以分成終端：接入 網(wǎng)和核心網(wǎng)3 個(gè)部分。w i m a x 終端包括固定、漫游和移動(dòng)3 種類型終端；w i m a x 接入網(wǎng)主要為無線基站，支持無線資源管理等功能；w i m a x 核心網(wǎng)主要是解決 用戶認(rèn)證、漫游等功能及w i m m x 網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的接口關(guān)系。這是典型的 p m p 組網(wǎng)方式。 1 2 本文工作 8 0 2 1 6 標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計(jì)之初就為下一代網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)提供了良好的q o s 保障， 將實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)根據(jù)不同的q o s 要求分成4 種類型的不同服務(wù)，在m a c 層 通過基站問詢用戶站，形成一種帶寬請求授予機(jī)制。標(biāo)準(zhǔn)中的調(diào)度機(jī)制只說明 了不同業(yè)務(wù)流應(yīng)該得到什么樣的調(diào)度服務(wù)，而為了實(shí)現(xiàn)q o s 保障所需要的功能 部件、q o s 具體的調(diào)度算法等都沒有在標(biāo)準(zhǔn)中給出，這些都留給了開發(fā)人員去實(shí) 第一章緒論 現(xiàn)。目前對8 0 2 1 6 協(xié)議的m a c 層q o s 機(jī)制的研究成為熱點(diǎn)問題，國內(nèi)外已有 許多相關(guān)文獻(xiàn)資料的論述。 這些文獻(xiàn)中都指出8 0 2 1 6 協(xié)議的q o s 構(gòu)架還需進(jìn)一步完善，在基站端需加 入對各種業(yè)務(wù)進(jìn)行帶寬分配的機(jī)制。但是文獻(xiàn)中對實(shí)現(xiàn)一個(gè)什么樣的q o s 框架 提出了不同的方案，但這些方案只給出了一些建設(shè)性的意見，在具體實(shí)現(xiàn)過程中 還存在一些問題，在實(shí)際系統(tǒng)中不能夠滿足不同用戶的不同q o s 需求。例如文 獻(xiàn) 2 】中分析了優(yōu)先級調(diào)度和動(dòng)態(tài)帶寬分配方法；文獻(xiàn) 3 1 q b 針對8 0 2 1 6 協(xié)議中無 線信道的不穩(wěn)定性問題，提出了基于信道狀態(tài)的調(diào)度算法；但是上述文獻(xiàn)提出的 思想只是建立在理論分析的基礎(chǔ)上的，并沒有進(jìn)行實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)仿真，其有效性還 需進(jìn)一步的驗(yàn)證。文獻(xiàn)【4 】中使用了w f q ( w e i g h t e df a i rq u e u i n g ) 進(jìn)行調(diào)度，但對 于具體的實(shí)現(xiàn)過程沒有過多討論：文獻(xiàn)【5 】【6 】【7 】【8 】【9 】【1 0 】 11 1 2 1 q b 也對q o s 構(gòu)架 進(jìn)行了研究，并提出了在b s 端采用的調(diào)度算法，它們或是采用w f q ( w e i g h e d f a i r q u e u e i n g ) ，或是采用d f p ( d e f i c i tf a i rp r i o r i t y ) 調(diào)度算法或是采用e d d ( e a r l i e s t d u ed a t e ) 等調(diào)度算法，但是這些調(diào)度算法都是屬于8 0 2 1 6 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的g p s s 類型，這類調(diào)度算法在b s 端通過某種調(diào)度算法為系統(tǒng)中的每個(gè)s s 分配帶寬， 在s s 端再為屬于它的每個(gè)連接分配帶寬；這種g p s s 類調(diào)度算法，雖然帶寬分 配比較靈活，s s 端可以根據(jù)分得的帶寬重新為每個(gè)連接分配帶寬，但是這種帶 寬分配算法也有缺點(diǎn)，即加重了s s 端負(fù)擔(dān)，而且s s 端帶寬的重新分配可能會(huì) 使高優(yōu)先權(quán)的業(yè)務(wù)剝奪低優(yōu)先權(quán)業(yè)務(wù)的帶寬，造成不公平現(xiàn)象。 目前，對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的另一類帶寬分配算法乜p c 類( 即b s 端直接為每 個(gè)帶寬申請的連接分配帶寬) 調(diào)度算法卻很少研究。因此，本論文嘗試著對g p c 類調(diào)度算法進(jìn)行研究。本文在總結(jié)和分析8 0 2 1 6 無線城域網(wǎng)的q o s 相關(guān)特點(diǎn)的 基礎(chǔ)上，對標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的g p c 類調(diào)度算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，這是由于8 0 2 1 6 的m a c 層是面向連接的，因此直觀上可以根據(jù)每個(gè)連接的帶寬分配請求為其分配帶寬。 8 0 2 1 6 協(xié)議中根據(jù)q o s 要求的不同，劃分了四種業(yè)務(wù)類型。因此僅采用一 種調(diào)度算法為每個(gè)連接分配帶寬是不行，因此本文的g p c 類調(diào)度算法采用分級 調(diào)度的方法，調(diào)度共分兩級，第一級調(diào)度先將8 0 2 1 6 系統(tǒng)中上行總帶寬在各種 業(yè)務(wù)之間按照某種調(diào)度算法來分配，這樣得到每種業(yè)務(wù)應(yīng)得的帶寬。然后再在屬 于同一種業(yè)務(wù)的不同連接之間分配帶寬，當(dāng)然根據(jù)每種業(yè)務(wù)的不同q o s 要求， 也應(yīng)采用不同的調(diào)度算法。最后本文采用網(wǎng)絡(luò)仿真工具o p n e t 來驗(yàn)證本文提出 的帶寬調(diào)度算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該方案在較好的滿足系統(tǒng)中q o s 要求高的業(yè)務(wù) 在延遲和吞吐率方面的要求基礎(chǔ)上，還能保證q o s 要求低的業(yè)務(wù)( 即b e s t e f f o r t 業(yè)務(wù)) 的吞吐率，并能減少其延遲。 第一章緒論 1 3 文章結(jié)構(gòu) 本論文共有五章，其論文的主要結(jié)構(gòu)如下： 第一章是論文的緒論，敘述了寬帶無線接入技術(shù)的現(xiàn)狀，無線城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 8 0 2 1 6 的出現(xiàn)背景及技術(shù)特點(diǎn)、主要的研究工作內(nèi)容及創(chuàng)新之處，介紹論文的總 體結(jié)構(gòu)安排。 第二章是對i e e e8 0 2 1 6 協(xié)議的相關(guān)介紹，包括它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，協(xié)議棧模型， m a c 層的幀結(jié)構(gòu)，m a c 層的相關(guān)技術(shù)等。 第三章的內(nèi)容是對原有i e e e8 0 2 1 6 中q o s 模型進(jìn)行擴(kuò)展，本文在對i e e e 8 0 2 1 6 原有q o s 構(gòu)架的分析基礎(chǔ)之上，實(shí)現(xiàn)了一種基于每個(gè)連接分配帶寬的調(diào) 度模型，完成了基于該調(diào)度模型中的關(guān)鍵算法。 第四章的內(nèi)容是對論文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)仿真環(huán)境的介紹與討論，此仿真環(huán) 境實(shí)現(xiàn)了論文所提出的基于每個(gè)連接分配帶寬的調(diào)度模型及關(guān)鍵算法，并對仿真 環(huán)境及算法結(jié)果進(jìn)行了分析與評價(jià)。 第五章是對論文工作的總結(jié)，并指出亟待解決的一些問題；以及對未來工作 的展望。論文的最后是參考文獻(xiàn)、發(fā)表論文和科研情況的說明以及致謝。 第二章i e e e8 0 21 6 相關(guān)介紹 第二章i e e e8 0 2 1 6 相關(guān)介紹 i e e e8 0 21 6 有若干標(biāo)準(zhǔn)，本論文的研究主要：是基t i e e e8 0 2 1 6 d 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行 的。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了與o s i 參考模型對應(yīng)的m c 層和p f y 層的規(guī)范。m a c 層支持 多種不同p h y 層，下面主要分析m a c 層，對于物理層技術(shù)只簡要提及。 2 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1 e e e8 0 21 6 協(xié)議中規(guī)定了兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：點(diǎn)到多點(diǎn)( p m p ) 結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格( m e s ” 結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)中應(yīng)包含的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體有：用戶設(shè)備e ) ，n p 站( s s ) 。基站( b s ) ，核心 n ( c n ) 。8 0 21 6 ( i 協(xié)議中詳細(xì)規(guī)定了s s 與b s 的功能以及它們之間的接口，而對 于其他實(shí)體及實(shí)體問的接1 2 并沒有進(jìn)行規(guī)定，在該協(xié)議中規(guī)定b s 和s s 都是固 定的。 協(xié) 一s u b s c r i b er 憊 s t a f i o n ( s s ) ( b s ) 啦曲 嬙。 嘲零s b t 州s s l s b t i o n l s s ) 目2 lp 時(shí)日培拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 如圖2 - l 所示，系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成一種點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在這種結(jié) 構(gòu)中，一個(gè)b s 為多個(gè)s s 提供服務(wù)，b s 控制著系統(tǒng)中的所有s s ，每個(gè)s s 與 b s 通信，而s s 之間不能直接通信。通信方向分為上行和下行，從s s 到b s 的 通信方向稱為上行，從b s 到s s 通信方向稱為下行。下行方向只有b s 發(fā)送上 行帶寬由多個(gè)s s 共享。b s 同時(shí)負(fù)責(zé)上行和下行帶寬資源分配，s s 根據(jù)b s 統(tǒng) 一調(diào)度來工作。本文的工作就是基于上述拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)展開的。 標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定了另外一中可選的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：格狀網(wǎng)( m e s h ) 結(jié)構(gòu)。在這種 白 躅 蠡 第二章i e e e8 0 2 1 6 相關(guān)介紹 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，業(yè)務(wù)可以通過其他用戶站轉(zhuǎn)發(fā)，也就是說系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)可以不通過 b s 而直接在s s 直接傳送。 系統(tǒng)中，s s 可以承載多種業(yè)務(wù)，例如對服務(wù)質(zhì)量要求較高的視頻業(yè)務(wù)、v o i p 語音業(yè)務(wù)或是對服務(wù)質(zhì)量要求不高的f t p 業(yè)務(wù)或盡力而為業(yè)務(wù)等。 2 2 協(xié)議棧模型 ： ：d a t a c o n t r o lp l a n e： m a n a g e m e n tp l a n e： _-。- -|ij 圖2 28 0 2 1 6 d 協(xié)議棧模型 圖2 2 【1 3 給出了8 0 2 1 6 d 協(xié)議棧的模型，如圖所示，整個(gè)協(xié)議棧分為m a c 層 和p h y 層，二者又分為數(shù)個(gè)子層。其m a c 層采用分層結(jié)構(gòu)，共分為三個(gè)子層， 分別是匯聚子層( c s ) 、公共部分子層( c p s ) 和安全子層( s s ) 。各層之間通過層與層 之間的服務(wù)訪問點(diǎn)( s a p ) 相互通信。下面簡要介紹下各層的功能。 匯聚子層負(fù)責(zé)和高層接口，匯聚上層不同業(yè)務(wù)，它將來自外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進(jìn) 行轉(zhuǎn)換或影射，包括對來自外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)服務(wù)單元( s d u ) 進(jìn)行分類，并將它們 與正確的m a c 服務(wù)流標(biāo)識( s f i d ) 7 陽連接標(biāo)識( c i d ) 相關(guān)聯(lián)。i e e e8 0 2 1 6m a c 是 面向連接的，協(xié)議定義了兩種c s 子層將上層業(yè)務(wù)映射成連接。a t mc s 子層提 供對a t m 的業(yè)務(wù)支持；包( p a c k e t ) c s 提供對i e e e8 0 2 3 ( e t h e m e 0 、 8 0 2 i q ( v l a n ) 、i p ( i p v 4 、i p v 6 ) 等基于包的業(yè)務(wù)的映射。由于目前通信網(wǎng)絡(luò)中最 大的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是基于i p 的分組業(yè)務(wù)，因此本文將主要研究p a c k e tc s 的特點(diǎn)和應(yīng) 基甜一沂一亡me&心c葉芝)ijo三山z 卜 ， 一 c 吖 蝴炒 1 囂：，l z 1篙j 第二章i e e e8 0 2 1 6 相關(guān)介紹 用場景。 p a c k e tc s 子層定義了分類器( c l a s s i f i e r ) 的概念。分類器是一系列映射標(biāo)準(zhǔn)的 集合，每個(gè)進(jìn)入i e e e8 0 2 1 6 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包根據(jù)分類器定義的規(guī)則映射成為連接。 分類器可以通過配置得到或動(dòng)態(tài)建立，s s 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)也可以通過空中接口從基 站( b s ) 側(cè)獲得。m a c 層的每個(gè)連接由長度為1 6 比特的連接標(biāo)識( c i d ) 唯一標(biāo)識， 這種基于連接的機(jī)制是提供q o s 保障的基礎(chǔ)。同時(shí)c s 子層對于特定業(yè)務(wù)還可以 進(jìn)行進(jìn)一步處理，譬如對于v 0 i p 業(yè)務(wù)，c s 子層支持頭壓縮( p h s ) 對口頭進(jìn)行壓 縮，提高了傳輸效率。 公共部分子層實(shí)現(xiàn)m a c 層的所有核心功能，保證數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)調(diào)度的服 務(wù)質(zhì)量( q o s ) ，該子層的核心功能包括：系統(tǒng)接入、帶寬分配、連接建立、連接維 護(hù)。在i e e e8 0 2 1 6 2 0 0 4 中，進(jìn)入每個(gè)子層未被處理的數(shù)據(jù)稱為服務(wù)數(shù)據(jù)單元 ( s d u ) ，經(jīng)過子層處理后形成特定格式的數(shù)據(jù)稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元( p d 叻。同時(shí)， 本層形成的p d u 即為下一層的s d u 。c p s 子層對經(jīng)過c s 子層匯聚之后的服務(wù) 數(shù)據(jù)單元( s d u ) 進(jìn)行打包( p a c k i n g ) 和分段( f r a g m e n t a t i o n ) 操作，數(shù)據(jù)重新整理成適 合空中接口傳輸?shù)膕 d u 并加上m a c 頭形成p d u 。m a c 經(jīng)過串連( c o n c a t e n a t i o n ) 操作將采用同樣編碼調(diào)試方式的p d u 形成一塊數(shù)據(jù)( 協(xié)議中稱為b u r s t ) 遞交給物 理層進(jìn)行發(fā)送。m a cc p s 子層從不同的c s 子層接收數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)歸類到 不同的m a c 連接( c o n n e c t i o n ) 。同時(shí)，c p s 層也支持相反的操作。 m a c 的安全子層提供認(rèn)證、安全密鑰交換、加密等功能，它為網(wǎng)絡(luò)接入提供 認(rèn)證，防止服務(wù)被盜。 物理層負(fù)責(zé)對m a c 層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元( p d u ) 進(jìn)行匯聚、編碼、調(diào)制，最后 形成無線幀，送入物理信道中傳送。為了適應(yīng)不同環(huán)境下的系統(tǒng)需求，8 0 2 1 6 d 定義了4 種物理層規(guī)范，每種物理層規(guī)范都有其特定的使用頻率范圍和應(yīng)用環(huán) 境。物理層協(xié)議主要是關(guān)于頻率帶寬、調(diào)制方式、糾錯(cuò)技術(shù)以及收發(fā)信機(jī)之間的 同步、數(shù)據(jù)傳輸速率和時(shí)分復(fù)用結(jié)構(gòu)等方面。 2 3 幀結(jié)構(gòu) 資源在時(shí)域上被組織成幀的形式，每幀由n 個(gè)物理時(shí)隙組成。每個(gè)幀( f r a m e ) 的幀長度固定，i e e e8 0 2 1 6 的物理層支持三種幀長：0 5 m s ，l m s 和2 m s 。每幀 由下行子幀( d o w n l i n kf r a m e ) 和上行子幀( u p l i n kf r a m e ) 兩部分組成。在t d d 模 式下，上下行子幀分別在不同的時(shí)隙發(fā)送，而在f d d 模式下，上下行子幀是同 時(shí)發(fā)送的。 圖2 3 以t d d 的雙工方式為例來說明一下8 0 2 1 6 的幀結(jié)構(gòu)。 第二章i e e e8 0 21 6 相關(guān)介紹 f l j + 1 竺拳 i i i i i i li i i i i i lli i i i i l l 田2 - 58 0 21 6 d 協(xié)議徹模式下幀結(jié)構(gòu) 如圖2 3 【所示，每一幀的上行和下行的切換點(diǎn)可以自適應(yīng)調(diào)整。下行是廣 播的，上行是s s 發(fā)向b s 的。這樣的設(shè)計(jì)可以使每個(gè)s s 都有機(jī)會(huì)傳輸，避免了長 期競爭不到信道的問題：其次，這樣的設(shè)計(jì)可以避免碰撞的發(fā)生，每個(gè)s s 都只在 屬于自己的發(fā)送時(shí)段內(nèi)才發(fā)送數(shù)據(jù)，可以保證4 任何時(shí)刻，媒體上只有一個(gè)數(shù)據(jù) 傳輸”；再次，這樣的設(shè)計(jì)便于進(jìn)行q o s 、業(yè)務(wù)優(yōu)先級等方面的控制，在帶寬分 配方面也有先天的優(yōu)勢。 * m a p m e t a m “l(fā) 一一一一一一一一一- + 藍(lán)曲上且i j 豳 一 一hu m “m m t f q 晰 一 目z 1f * 镕目 圖2 一刪是下行子幀的結(jié)構(gòu)，下行子幀由導(dǎo)額、幀控制頭部( f c m 和一些數(shù) 據(jù)突發(fā)組成。每幀前端是導(dǎo)頻( p r e a m b l e ) ，用于同步，而后緊接著是f c h ，用于 寫入本幀的控制信息，它規(guī)定了緊跟其后的一個(gè)或多個(gè)突發(fā)的屬性和長度。 資源在時(shí)域上被劃分為若干個(gè)i n t e r v a l ，每個(gè)i n t e r v a l 被用來傳輸一個(gè)s s 的 數(shù)據(jù)，一個(gè)i n t e r v a l 上傳得數(shù)據(jù)稱為b u r s t ，b u r s tp r o f i l e 是指在一個(gè)i n t e r v a l 中使 用的物理層傳輸參數(shù)的集舍，b s 周期性的向所有的s s 廣播d c d 和u c d 控制 信息，用于描述下行鏈路和上行鏈路使用的物理層參數(shù)配置。d c d 中描述了n 個(gè)d o w n l i n kb u r s tp r o f i l e ，每個(gè)d o w n l i n kb u r s t 2 ，r o f i l e 包含一組物理信道的配置 參數(shù)，并且與一個(gè)d i u c 相關(guān)聯(lián)，因此通過d i u c 碼就可以得薊對應(yīng)的這一組物 理信道配置參數(shù)。u c d 的原理也是一樣的。通過d c d 和u c d 的廣播，b s 和 s s 都保存了當(dāng)前的物理層的參數(shù)配置組臺。在后繼的傳輸過程中，只要通過傳 送d i u c 碼和u i u c 碼就可以告知s s 和b s 所選擇用于發(fā)送或接收物理層配置 第二章i e e e8 0 21 6 相關(guān)介紹 參數(shù)組合。 在前導(dǎo)宇和f c h 之后傳送的是本幀的控制信息d l - m a p 和u l m a p ，它們 是m a c 控制信息，分別定義了接下來的上行子幀和下行子幀的i n t e r v a l 的使用 情況。它們都包含了若干信息單元( i e ) ，每個(gè)信息單元( 哪對應(yīng)控制一個(gè)i n t e r v a l 。 在i e 中應(yīng)該包含的基本信息有：( 1 ) i n t e r v a l 所要使用的b u r s tp r o f i l e 編號。 ( 2 ) i n t e r v a l 的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間( 3 ) 該i n t e r v a l 被分配給哪個(gè)s s ( 4 ) 在上行鏈路中 還應(yīng)說明該i n t e r v a l 的指定用途，如：測距，帶寬請求，數(shù)據(jù)發(fā)送等。在接收到 每一幀的d l - m a p 和u l - m a p 控制信息后，s s 就按照i e 中要求的物理層參數(shù) 配置在相應(yīng)的時(shí)間段接收或發(fā)送數(shù)據(jù)。 下行鏈路映射回i m a p ) 、上行鏈路映射( u lm a p ) 、下行鏈路信道描述 ( d c d ) 、上行鏈路信道描述( u c d ) 以及其他描述幀內(nèi)容的廣播消息都在第一個(gè)突 發(fā)的開頭發(fā)送，剩余的下行鏈路子幀由各個(gè)s s 的數(shù)據(jù)突發(fā)構(gòu)成。 ll i f m 咐- hu p t n k m 一= ：羔：羔! 鼉羔竺=。 一r 。1 r ， ：囂“：囂b 。a “。d h “篙瓣 目2 - 5 上行子幀鮚柑 國2 - 5 【1 ”是上行子幀的結(jié)構(gòu)，為了提供一個(gè)s s 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的入口，在上行子幀 周期的起始時(shí)刻，i e e e8 0 21 6 提供了兩個(gè)競爭周期：初始校準(zhǔn)競爭周期和帶寬 請求競爭周期。 在初始校準(zhǔn)競爭周期( t h e i n i t i a l m a i n t e n a n c e p e r i o d ) ，由u i u c = 2 標(biāo)識。s s 發(fā) 送實(shí)行初始化所需要的信息。例如：測距等。b s 用它們來計(jì)算延遲或是請求的 功率或d o w n l i n kb u r s tp r o f i l e 改變。s s 也可以在這一個(gè)階段加入網(wǎng)絡(luò)。在這一階 段可能因?yàn)閟 s 同時(shí)接入該網(wǎng)絡(luò)而發(fā)生碰撞。在帶寬請求競爭周期( r e q u e s t c o n t e n t i o n o p p o r t u n i t i e s p e d o d ) ，由u 1 u c = l 標(biāo)識，s s 根據(jù)b s 的安捧發(fā)送帶寬請 求，可能發(fā)生碰撞。在這兩個(gè)周期內(nèi)，除了沒有加入網(wǎng)絡(luò)的s s ，其他s s 不會(huì)在 這兩個(gè)周期內(nèi)發(fā)送數(shù)據(jù)。s s 只要解開u lm a p ，就知道競爭周期的時(shí)刻，而后 第二章i e e e8 0 2 1 6 相關(guān)介紹 就可以在競爭周期內(nèi)發(fā)起入網(wǎng)過程。 在s c h e d u l e dd a t ag r a n t sp e r i o d ，由不同于1 或2 的u u c 標(biāo)識，s s 根據(jù)b s 給它授予的帶寬發(fā)送數(shù)據(jù)。t r a n s i t i o ng a p 來區(qū)分開不同s s 使用的u i u c ，每一 個(gè)這樣的階段開始都需要重新同步。 時(shí)隙的分配帶來的一個(gè)問題就是靈活性的下降，不可能所有的m a c 層的 p d u 的大小正好是時(shí)隙的整數(shù)倍。為了提高時(shí)隙的利用率，m a c 幀頭中引入了 m a c 子幀頭。m a c 定義了5 種子頭，網(wǎng)格子幀頭、分片子幀頭、授權(quán)管理子幀 頭、打包子幀頭、快速反饋分配子幀頭。其中最重要的是打包和分片兩個(gè)子幀頭， 這兩個(gè)子幀頭與a r q 過程緊密相關(guān)，是提高鏈路可靠性的重要手段。 2 4m a c 層技術(shù)特點(diǎn) 2 4 1 面向連接 連接( c o n n e c t i o n ) 是i e e e8 0 2 1 6 的核心概念，是m a c 層管理和調(diào)度的基本 單位。m a c 層的s d u 在匯聚子層( c s ) 內(nèi)，首先進(jìn)行的操作就是進(jìn)行分類，映射 到不同的連接上。而后，數(shù)據(jù)的操作和調(diào)度都是以連接為載體和基礎(chǔ)的。連接本 身就體現(xiàn)著q o s 的思想。b s 管理著整個(gè)小區(qū)內(nèi)的所有連接。針對不同的s s 的 連接可以由b s 發(fā)起建立，也可以由s s 發(fā)起建立。連接的建立是業(yè)務(wù)通信的前 提。每個(gè)連接代表著不同的服務(wù)類型、帶寬等參數(shù)。另外，在s s 入網(wǎng)初始化時(shí)， b s 會(huì)給s s 分配管理連接。而管理連接也分為應(yīng)用時(shí)間緊迫的m a c 管理幀的基 本管理連接和第一管理連接、第二管理連接。每個(gè)管理連接的作用和使用范圍不 同。獨(dú)立的管理連接可以保證m a c 管理功能的迅速和有效實(shí)施，提高網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn) 定性，不會(huì)造成因?yàn)闃I(yè)務(wù)量的增加而影響無線網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理。 不同優(yōu)先級或q o s 要求的業(yè)務(wù)的m a c 層的s d u 在進(jìn)入c s 的分類器后， 被分配到不同的連接上，等待b s 的調(diào)度發(fā)送。 業(yè)務(wù)連接在網(wǎng)絡(luò)中都是單向的，所以其上承載的業(yè)務(wù)也是單向的。而管理連 接是雙向的，m a c 管理業(yè)務(wù)在相同的連接內(nèi)傳送。 連接除了區(qū)分不同優(yōu)先級的業(yè)務(wù)之外，實(shí)際上還是i e e e8 0 2 1 6 網(wǎng)絡(luò)中尋址 的重要信息。每個(gè)b s 或s s 實(shí)際上都有一個(gè)4 8 位的m a c 地址，但是該地址僅 僅在s s 初始校準(zhǔn)的過程中使用一次，且使用的目的是為了建立管理連接。一旦 管理連接建立，m a c 地址就沒有用了。在i e e e8 0 2 1 6 網(wǎng)絡(luò)中通過統(tǒng)一尋址方 式，可以減輕很多m a c 層的管理負(fù)擔(dān)，甚至根據(jù)連接標(biāo)識( c i d ) 可以進(jìn)行有效 的凈載荷頭壓縮功能( p h s ) ，減少v o l p 等業(yè)務(wù)的傳輸開銷。 第二章i e e e8 0 2 1 6 相關(guān)介紹 2 4 2 服務(wù)分類 服務(wù)流( s e r v i c ef l o w ) 是i e e e8 0 2 1 6 的另一個(gè)概念，這個(gè)概念的引入是為了 實(shí)現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的不同的q o s 。一個(gè)服務(wù)流以一組q o s 參數(shù)集為基本特征。連接 上承載的就是服務(wù)流。連接只是m a c 內(nèi)部工作使用的概念，與上層業(yè)務(wù)相關(guān)的 時(shí)候，就要用到服務(wù)和服務(wù)流。服務(wù)流是和連接相映射的。m a c 本身提供了與 服務(wù)和服務(wù)流相關(guān)的管理信令，用于創(chuàng)建、更改、添加、刪除服務(wù)。i e e e8 0 2 1 6 一共提供了4 類服務(wù)： ( 1 ) 主動(dòng)授權(quán)業(yè)務(wù)( u n s o l i c i t e dg r a n ts e r v i c e ，即u g s ) 被設(shè)計(jì)用來支持實(shí)時(shí)的、 周期性的、固定包大小的業(yè)務(wù)流，例如i p 語音( v o i p ) 業(yè)務(wù)。其q o s 參數(shù)為：最 大持續(xù)速率，最大延遲，可以忍受的抖動(dòng)。 ( 2 ) 實(shí)時(shí)查詢業(yè)務(wù)( r e a l t i m ep o l l i n gs e r v i c e ，即r t p s ) 被設(shè)計(jì)用來支持實(shí)時(shí)的、 周期性的、可變包大小的業(yè)務(wù)流，例如m p e g 流，其q o s 參數(shù)為：最小預(yù)留速 率，最大持續(xù)速率，最大延遲。 ( 3 ) 非實(shí)時(shí)查詢業(yè)務(wù)( n o nr e a lt i m ep o l l i n gs e r v i c e ，即n r e s ) 被設(shè)計(jì)用來支持 非實(shí)時(shí)的、可變包大小的、有一定規(guī)則性的業(yè)務(wù)，如高帶寬的f 口，其q o s 參 數(shù)為：最小預(yù)留速率，最大持續(xù)速率，業(yè)務(wù)優(yōu)先級。 ( 4 ) 盡力而為業(yè)務(wù)( b e s te f f o r t ，即b e ) 支持非實(shí)時(shí)無任何速率和時(shí)延抖動(dòng)要求 的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如e m a i l 和短信等，沒有任何q o s 要求，不要求提供吞吐量 和時(shí)延保證。 i e e e8 0 2 1 6 的許多管理都是基于這4 種服務(wù)展開的，如下面要講的帶寬分 配和請求就依據(jù)不同的服務(wù)提供靈活的m a c 管理幀。 與連接類似，b s 管理著所有的服務(wù)流，不同的服務(wù)流以服務(wù)流標(biāo)識符( s f i d ) 標(biāo)識，服務(wù)流的取值范圍是3 2 比特。 服務(wù)流和連接把m a c 從邏輯上分成兩層，上層為向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)的服務(wù) 流，用于區(qū)分不同業(yè)務(wù)的q o s ；下層為m a c 管理和調(diào)度的單位連接。通過 服務(wù)流和連接的映射，將需求和實(shí)現(xiàn)聯(lián)系起來。 2 4 3 帶寬請求機(jī)制 i e e e8 0 2 1 6 所定義的p m p 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)的資源由b s 進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度， 帶寬請求信息的發(fā)送也必須由b s 進(jìn)行嚴(yán)格調(diào)度，s s 再按照b s 的分配結(jié)果發(fā)送 帶寬。b s 將分配的結(jié)果寫在m a p 消息里。因此i e e e8 0 2 1 6 中定義了問詢機(jī)制。 問詢是b s 獲取s s 各連接當(dāng)前狀態(tài)和帶寬請求信息的重要機(jī)制。所謂“問 詢”，就是b s 為s s 分配一定的帶寬，使其能夠發(fā)送帶寬請求信息。i e e e8 0 2 1 6 第二章i e e e8 0 2 1 6 相關(guān)介紹 中還規(guī)定了b s 對上述四種業(yè)務(wù)的問詢機(jī)制，即上述四種業(yè)務(wù)的帶寬請求機(jī)制。 對于u g s 業(yè)務(wù)，b s 周期地以強(qiáng)制方式進(jìn)行調(diào)度，不接受來自s s 的請求。 b s 基于業(yè)務(wù)流的最大連續(xù)業(yè)務(wù)速率( m s t r ) 周期性地提供固定長度的授權(quán)，這樣 避免了帶寬請求引入的開銷和時(shí)延以滿足實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)要求。 對于r t p s 業(yè)務(wù)，b s 周期性的給s