移動WiMAX中VoIP上行鏈路調(diào)度和資源管理研究.pdf

1、移動WiMAX是一項前途無量的無線寬帶技術(shù)。近幾年來,隨著各種VoIP編解碼器CODECs技術(shù)的發(fā)展,VoIP已成為最有前景的互聯(lián)網(wǎng)應用之一。移動WiMAx和VoIP都大大節(jié)省了成本。因此,兩者的完美結(jié)合具有廣闊應用前景。但是,上行鏈路調(diào)度和資源管理仍然是一個會嚴重影響移動WiMAX VoIP部署的主要問題。上行鏈路調(diào)度和資源管理是服務基站(BS)的MAC層對可分配傳輸資源進行有效管理的調(diào)度操作,涉及調(diào)度業(yè)務、功率節(jié)省等操作,以達到最佳

2、的資源利用率,提高系統(tǒng)性能。對于VoIP業(yè)務,IEEE802.16e標準只定義了MAC層上行鏈路調(diào)度功能模塊和資源管理,以及基本內(nèi)容和模塊的實施細則,但沒有提出任何具體可行的計劃或?qū)嵤┧惴?。因?解決最常用的移動WiMAX VoIP編解碼器的上行鏈路調(diào)度和資源管理方面的問題,具有非常重要的學術(shù)意義和實用價值。
　　 本文對IEEE802.16e移動WiMAX標準、VoIP的編解碼器技術(shù)進行了系統(tǒng)的分析,對移動WiMAX VoIP

3、編解碼器的上行鏈路調(diào)度算法和資源管理策略進行了深入的研究。論文的主要工作與貢獻如下:
　　 1.針對多種移動WiMAX VoIP編解碼器,設計了一種新型的綜合動態(tài)上行鏈路調(diào)度方案CDUSP。論文通過研究802.16e標準定義的三個傳統(tǒng)的上行鏈路調(diào)度業(yè)務算法以及最常用的VoIP編解碼器CODECs,并根據(jù)VoIP編解碼器的主要特點,將其分為單模和多模兩個主要類別。對于單模和多模類別,分別根據(jù)每一類編解碼器的靜音壓縮特性,提出了相應

4、的新的上行鏈路調(diào)度算法?；谔岢龅倪@些上行鏈路調(diào)度算法,設計了一種新型綜合動態(tài)上行鏈路調(diào)度方案CDUSP,該方案可以動態(tài)整合、管理在移動WiMAX的QoS調(diào)度架構(gòu)內(nèi)所有上行鏈路調(diào)度算法。它極大地優(yōu)化了移動WiMAX,能有效地支持VoIP編解碼器的上行傳輸。仿真結(jié)果和數(shù)值驗證表明,與傳統(tǒng)的算法相比,新算法不僅能有效提高資源利用率,增加總吞吐量和減少分組傳輸延遲,而且可以大大提升系統(tǒng)的容量和支持更多的語音用戶。
　　 2.基于多Vo

5、IP用戶共存的資源管理優(yōu)化問題的研究,本文提出了一些新的資源分配算法。根據(jù)多種影響因素,如不同的語音用戶靜音期間、不同的CODEC的幀期間、不同的用戶優(yōu)先級等,預先對用戶設置了不同的類型,進而采用不同的資源分配算法。影響因素值不同,用戶分類和相應的資源分配算法也不同。仿真結(jié)果和數(shù)值驗證證明在資源利用、總吞吐量、系統(tǒng)容量的增加等方面,所提出的算法更有效率。
　　 3.通過研究分析由802.16e協(xié)議定義的三個功率節(jié)省類:PSCⅠ,

6、PSCⅡ,PSCⅢ,本文提出了兩個新的功率節(jié)省改進算法,使之更適合于不同的VoIPCODECs靜音壓縮。第一個算法是間隔靈活型PSCⅡ功率節(jié)省算法,它在相互靜音期間利用了指數(shù)增加方法,更適合于長幀期間VoIP CODECs。第二種算法是多種終止休眠方式功率節(jié)省算法,算法的基本思路是在talk-spurt期間采用PSCⅡ,而在靜音期間采用PSCⅠ的兩種不同的終止休眠方式。數(shù)值分析和仿真結(jié)果表明,所提出的算法有效地降低了在靜音期間的功耗,同