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无线多媒体网络服务质量关键技术研究

苟定勇  
【摘要】:无线技术的发展,使得无线环境乃至移动环境下开展多媒体业务逐渐成为现实。但是,无线网络和有线网络相比,频谱资源匮乏、无线信道特性多变、终端和基站发射功率受限、终端待机时间和便携性等一系列要求,制约了无线多媒体网络的传输能力。在无线多媒体网络上如何高效、合理地分配资源、维持业务流的服务质量、保证用户之间共享资源的公平性、提高运营商的收益,是无线多媒体网络服务质量研究和系统设计的关键问题。 ITU将“服务质量”定义为“决定用户对服务满意程度的服务性能的总体效果”。服务质量可以从固有服务质量、感觉服务质量、评价服务质量三个方面进行刻画。其中,固有服务质量是由传输网络和接线方式的设计、网络接入方式和连接链路等决定的,是服务质量模型中最重要的部分,可以对应于ITU定义的“网络性能”和IETF定义的“服务质量”。 本文分别研究了两种具有代表性的无线多媒体网络,一是以UMTS为代表的3G系统,二是以IEEE 802.11为代表的无线局域网。研究重点主要包括四个方面:第一,UMTS的QoS与无线资源管理;第二,UMTS无线资源效率优化;第三,IEEE 802.11的QoS控制机制;第四,IEEE 802.11多速率工作和切换。 本文按照“自顶向下”的方法进行论文组织,即从最基本的服务质量概念、模型、框架着手,逐步向无线多媒体网络的服务质量问题过渡,然后进入具体的服务质量关键问题研究。 第一章首先对服务质量的定义和模型进行了介绍。随后,结合网络向IP演化的趋势,分别介绍了IP QoS模型、IP业务分类、IP传输性能要求。接下来,介绍了策略驱动的服务质量框架,对服务质量和策略之间的关系进行了描述。最后,引出无线多媒体网络的关键问题以及本文所作的贡献。 第二章首先研究了UMTS的服务质量模型,对无线接口协议栈结构进行了介绍。随后,结合UMTS系统的实际特点,针对UMTS无线资源管理和服务质量控制,提出并深入研究了基于传输块调度的上行负荷控制方案。负荷控制方案由一个速率反馈负荷控制算法和两个传输块调度算法构成,大量的仿真结果验证了所提出方案的性能。


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