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一种无线城域网宽带接入系统 上行调度算法研究 摘要 能同在任何地点的任何人任一时候进行通信，是通信技术追逐的一个目标， 丽无线通信是实现这个目标的唯一的通信方式。当把无线通信媒质和有线通信媒质 比较时，我们发现无线通信有固有的缺点：多经传播的衰落，快速的时变性，以叉 突发的块错误等等。而无线媒体接入控制协议的功能是合理的分配共享的无线传输 资源。当前无线通信的趋势是高速多媒体应用以及和i n t e r n e t 网络的集成；这就 给无线媒体接入控制的设计带来很大的挑战：怎么样保持无线空中接口的不同业务 的不同q o s ( q u a l ic yo fs e r v i c e ) 要求。 本文的主要目的就是为一个无线接入系统提供上行资源控制的筇法。我们的 毛统是一个类似 e e e8 0 2 1 6 系统的l a s i a x 系统。虽然， e e e8 0 2 ，1 6 标准的 、i a c 甚觇范一个能很好保证不同业务的q o s 要求的协议设计，包括r i e i 实时业务 割b e 业务：似并没有规定详细的上行资源调度设计方案，特别没有规定特定的资 源调度算法。本文就是为我们l a s m a x 系统提供可以实施的上行q o s 架构和算法漫 沦支的丰要内容如下： 1 首先，研究了基本的无线传播环境和信道模型，并特别的介绍了 i e e e8 0 2 1 6 使用的无线接入系统的特定信道模型。然后概要的叙述 了 e e e8 0 2 1 6 的淞c 层规范和上行资源调度的相关内容。然后，分 类的研究了当前主要的几种上行资源控制的算法；并且分忻了每种算 法的优缺点，指出这些算法对我们系统算法设计的参考价值。 ：在综台的考虑我们l a s i a x 系统特点和设计要求的情况下，提出自己 的上行资源控制的框架设计和算法设计。为了保证实时业务的时延特 胜，此算法采用了基于分类的调度；为了最大的提高上行系统容量， 傅法尽量的把无线资源分配给信道状况好的用户；另一方面，为了维 持适当的公平- 胜，算法考虑了系统队列累计长度的因素。设计的最 后，分析了与算法实现相关的如复杂度等问题。 3基于o p n e t 平台的仿真用于模拟和验证此上行调度算法，也为了进一 步的在将来改进这个算法。使用无线接入系统特定的信道模型s g r 模 型来仿真上行信道；在上行链路上，我们加载了实时业务和非实时业 务以便仿真其共存时相互的影响；两个仿真进程，分别代表b s ( b a s e s t a c i o n ) 和s s ( s u b s c r i b e ts t a c i o n ) ，实现了对主要上行调度算法 的仿真。最后对仿真结果的分析表明，算法能很好保证实时业务的时 延和流量的q o s 要求，能充分的利用上行无线信道；并能提供适当的 凋度公平性。 关键字：服务质量上行调度 e e e8 0 2 1 6 无线媒体接入 u p l i n ks c h e d u l l n ga l g o r i t h m i naw l r e l e s sm e t r o p o l i t a nb r o a d b a n d a c c e s sn e t w o r k a b s t r a c t f o ral o n gt i m e t h ea b i l i t yt oc o m m u n i c a t ew i t ha n y o n ef r o ma n y w h e r eo nt h i s p l a n e ta ta n y t i m eh a sb e e nm a n k i n d sd r e a m w i r e l e s si s t h eo n l ym e d i u mt h a tw ec a n e x p l o i t t or e a i i z et h i sc o m m u n i c a t i o ns c h e m e w h i l ec o m p a r e dw i t hw i r e dm e d i u m w i r e l e s sm e d i u mh a sj t sn a t u r a jd i s a d v a n t a g e s ，w h i c ha r et i m ev a r y i n g ，m u l t i p l ep a t h f a d i n g b u r s tc h a n n e le r r o r s ，a n de t c ac r u c i a jt a s ko fw i r e l e s sm e d i u ma c c e s sc o n t r o l f m a c lp r o t o c o l i st od e f i n er u l e sf o ro r d e r l ya c c e s st ot h es h a r e dm e d i u m s o h e r e c o m e sas i g n i f i c a n ta n dc h a l l e n g i n gw o r kf o rt h ed e s i g n e ro fw i r e l e s sm a c p r o t o c 0 1 t h a t i s | 1 0 wt og u a r a n t e eq o sd e m a n d so fa t ik i n d so fw i r e l e s sh i g h s p e e ds e r v i c e s i nt h i s p a p e r u p l i n kr e s o u r c ec o n t r o ip a r to fm a cp r o t o c o lj st h em a i nr e s e a r c h o b j e c t i v e o u rs y s t e m i sa ni e e e8 0 2 1 6 一a l i k eb r o a d b a n dw i r e l e s s a c c e s s s y s t e m l a s m a x m a c p r o t o c o lo fi e e e 8 0 2 16s t a n d a r dh a ss p e c i f i e dau n i q u em e c h a n i s ms o a st os u p p o r tm a n yk i n d so f s e r v i c e s c o v e r i n g 仔o mt 1 e1 v i d e o a n da u d i ot oi n t e m e t a c c e s s ，h o w e v e ri td o e s n td e f i n ed e t a i l e dr e s o u r c es c h e d u l i n g i m p l e m e n t a t i o n a n d s c h e d u l i n ga l g o r i t h m t h em a i nt a s ko f t h i sp a p e ri st od e s i g naf e a s i b l eq o s s c h e d u l i n g a r c h i t e c t u r ea n da l g o r i t h mf o ru p l i n kr e s o u r c ec o n t r 0 1 t h em a i nc o n t e n t so ft h i sd i s s e r t a t i o na r el i s t e da sf o l l o w i n g f i r s t l y ，b a s i ca n dw i m a x o r i e n t e dw i r e l e s sc h a n n e im o d e l sa r es t u d i e d ： a n db r i e f p r e s e n t a t i o n so f i e e e8 0 2 16m a ca n du p l i n kq o sm e c h a n i s m a r e m a d e 。s e c o n d l y ，s e v e r a lc o n t e m p o r a r yu p l i n k r e s o u r c ec o n t r o l p r o t o c o l sa n da l g o r i t h m sa r ei n t r o d u c e d t h ea d v a n t a g e sa n dd i s a d v a n t a g e s o ft h e s ea l g o r i t h m sa r ea l s oa n a l y z e d ，i no r d e rt om a k ec o n t r i b u t i o n st oo u r a l g o r i t h md e s i g n 二 g e n e r a l l yt a k i n gr e q u i r e m e n t sa n df e a t u r e so fo u rl a s m a xs y s t e mi n t o c o n s i d e r a t i o n ，t h i s p a p e rp r e s e n t s a n u p l i n k r e s o u r c e q o ss c h e d u l i n g a r c h i t e c t u r ea n da l g o r i t h m t og u a r a n t e et h ed e l a yf o rv a r i o u ss e r v i c e s w e e m p l o y c l a s s b a s e ds c h e d u l i n gm e c h a n i s m ；t om a x i m i z eu p l i n k t h r o u g h p u t ， t h i sa l g o r i t h me x h i b i tp r e f e r e n c et ot h es u b s c r i b e rs t a t i o nf s s ) w i t hb e t t e r c h a n n e lc o n d i t i o n ：t op r o v i d ef a i m e s sb e t w e e ns s e s q u e u el e n g t ho fe a c h t r a f f i ci si n v o l v e di nt f i i sa l g o r i t h m l a t t e r s o m eo fr e l a t e di m p l e m e n t a t i o n i s s u e sa r ed i s c u s s e d v 3s i m u l a t i o no no p n e t p l a t f 0 i t ni sd e v e l o p e dt od e m o n s t r a t ea n dv e r i f vt h e p e r f o r m a n c eo f t h i sd e s i g n ，i no r d e rt o i m p r o v et h i sa l g o r i t h m f u r t h e r a b o u tc h a n n e im o d e l i n g w eu s es p e c i f i e ds u lw i r e l e s sc h a n n e im o d e i s ； a b o u tt r a f f i cs i m u l a t i o n c o m b i n a t i o no fr e a l t i m ea n db es e r v i c e si s m o d e l e d ；a n dw ed e s i g nt w op r o c e s s e s ，f o rb sa n ds sr e s p e c t i v e l y ，t o s i m u l a t et h em a i n s c h e d u l i n ga l g o r i t h m a c c o r d i n g 协t h ea n a l y s i s o f s i m u l a t i o nr e s u l t s ，w ec a ns e et h i s a l g o r i t h m c a nw e l lm e e tt h e q o s r e q u i r e m e n t s f o rr e a l t i m e s e r v i c e f u l l y u t i l i z e u p l i n kc h a n n e lc a p a c i t v a n d p r o v i d ep r o p e rf a i m e s s k e v w o r d ：q o s ，u p l i n ks c h e d u l i n g , i e e e8 0 2 16 ，w i r e l e s sm e d i u m a c c e s s v 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 或果，尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外论文中 不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或 其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所 敞的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 关责任。 用学位论文的规定 即：研究生在佼攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学 皎有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论 文破查阅和借阅；学校可以公布学逝沦支的全部或部分内容，可以，乞许采用 影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位沧文在解密 后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文弱于保密在一年解密后适用本授权书。j 保密 论 文注释： 本人签名 导师签名 属于保密范围，适用本授权书。 日期：2 q q 生q 旦1 8 旦 日期： ! q q 生q 旦1 8 旦 北京邮电大学硕士学位论文 1 1 无线通信系统的0 0 s 第一章绪论 无线通信系统向3 g 、b 3 g 方向发展，高数据率、对多媒体通信的支持、 基于i p 的包交换( p a c k e t - s w i t c h i n g ) 应该是一个研究领域和应用领域的趋势。 但是相对于传统的有线通信系统而言，无线通信系统的空中接口部分有固有 的不足：时变多经的衰落，哭发的高比特错误率，和地理位置密切相关的传 播环境，等。这些不但给物理层的技术研究带来很多挑战，也对m a c 及以 上层的设计引入一个无法回避的问题：怎么样在高数据率的无线网络中保证 不同业务的q o s 要求? 通常，我们可以从对延、容量、公平性、对多媒体的支持、稳定性等方 面来考量一个无线通信系统的m a c 的q o s 支持： 1 ) 对时延的保证。通常。我们认为时延就是数据包在! v i a c 队列中所消耗 的时间，即从入队列开始到传输完成的时间间隔。当然，时延特性是由姒c 层协议和承载的业务量共同决定的；当比较m a c 层协议的时延特性时，我们 必须在相同的业务承载下进行。 2 ) 最大的流量( t h r o u g h p u t ) 。流量表示用于数据传输的信道容量一个因 子。m a c 层设计的目标之一就是最大化系统流量，同时减少接入时延( a c c e s s d e l a y ) 。如果一个数据包的平均大小为尸b i t s ，平均传输时间为7 1 s e c s ，信 道容量为fb l s ：我们的流量表示为玎= p t c 。一般的，我们以姒c 层s d u 数据率来衡量信道容量。 3 ) 公平性( f a i r n e s s ) 的保证。如果在很多节点同时要求访问空中接口资源 时，一个m a c 协议没有表现出对任何一个节点的偏爱，我们就说这个m a c 协议是公平的。逸就要求在公平的分配带宽：但在使用不同优先级( p r i o r i t y ) 的协议中。公平性可以定义为：能根据优先级相应比例的分配带宽。当然， 在很多情况下，最大纯流量和保证公平性是互为矛盾的：我们可以选择适当 最优的折中解决方案。 4 ) 良好的可靠性。主要是指，在系统负荷一定时间段超出系统容量时， m a c 层能很好的调整，不会造成系统的不正常工作。 5 1 对信道衰落的抵抗陛。由于无线信道的时变和高错误率的特点，m a c 一种无线城域宽带接入系统上行调度算法研究 协议应该在信道瞬时失效的隋况下很好的维持数据连接。 6 ) 对多媒体业务的支持。当语音、视频、数据业务在融合一个无线网络 上时，m a c 层能根据业务的不同保证对应的时延和流量要求。当前主要有两 种对多媒体业务支持机制；给不同业务节点不同的接入优先级和调度 ( s c h e d u l i n g ) 的方法。由于调度能很好保证业务的时延、流量及对应抖动 ( j i t t e r ) ，为本论文主要的研究机制。 以上为主要的参数指标：当然，当移动起来，还要考虑电量消耗和切换 等问题。下面就概要介绍本文研究的m a c 层中上行资源调度方面。 1 2 上行调度算法分类概述 当前的无线通信系统上行资源分配的算法，主要地，可以分为两类：调 度的接入( s c h e d u l e d a c c e s s ) 和随机的接；k ( r a n d o m a c c e s s ) 如下图所示： 图l i 上行调度算法分类 在接下来的第三章中，我们将具体分析每种上行资源分配算法的原理及 优缺点。考虑到我们实际系统是类似8 0 2 1 6 的无线宽带接入系统，我们将着 重研究r r a ( r a n d o mr e s e r v a t i o np r o t o c 0 1 ) 和d a ( d e m a n da s s i g n m e n t p r o t o c 0 1 ) ，因为这两个算法协议对我们设计算法更加有参考价值。当然，其他 的算法也有参考价值，如s - a l o h a 就将作为我们发送带宽申请消息的碰撞 解析算法( c o l l i s i o nr e s o l u t i o na l g o r i t h m ) 北京邮电大学硬士学位论文 1 3 论文的内容安排 本文的主要目的是为宽带无线接入系统l a s m a x 设计上行接入资源调 度算法。由于l a s m a x 系统的m a c 层设计是参照i e e e 8 0 2 1 6 m a c 层设计 的，其中的o f d m a 部分和l a s m a x 系统特别相似。所以，本文在先研究 i e e e8 0 2 1 6m a c 协议的基础上，结合已有的上行资源调度算法；提出 l a s m a x 系统的上行资源调度架构和算法设计，并进行了仿真验证。 本论文具体内容安排如下： 第一章介绍无线通信系统m a c 层q o s 机制相关内容和上行调度 算法的分类概述。 第二章说明了无线宽带接入系统的信道传播环境建模，以及 e e e 8 0 2 1 6 系统简介；重点介绍其中采用的s u i 信道模型和m a c 层上行的q o s 机制。 第三章分析了当前的上行资源调度相关专利和算法：并提供对我们 设计的参考价值。 第四章具体陈述上行资源调度架构和优先级算法设计；并讨论了实 现相关问题。 第五章概述仿真设计，分析了具体的仿真结果。 一种无线城域宽带接入系统上行调度算法研究 第二章无线网络特点及系统背景 2 1 无线接入系统的传播环境 对于无线宽带接入应用，一个重要的需求就是对无线信道的最准描述。而 信道模型在很大程度上又是依赖与无线结构的，如传播路径为视距传输或非 视距传输，蜂窝或非蜂窝结构以及单天线或多天线等。对于l a s m a x ，典型的 应用场景如下： 蜂窝大小小于l o k m ( 7 k m ) ，变化因素包括地形和树荫密集度； 接收机天线为定向天线，安装在楼字或窗户边缘，天线高度在2 一l o m 之间： 基站天线高度在l j 一4 0 m 之间： 高的覆盖率( 8 0 9 0 ) 。 无线信道的主要特性包括： 路径损耗( 包括阴影衰落) ； 多径延时扩展： 衰落特性； 多普勒扩展； 信道间和相邻信道干扰。 需要说明的是，这些参数都是随机，只可能基于统计特性来进行描述， 主要包括均值和方差。以上传播模型参数主要依赖的因素包括：地形，拊荫 密集度，天线商度和波束宽度，风速和季节等。 当前的l a s m a x 系统主要采用s u i 宽带无线接入信道模型。 2 1 1 基本信道模型 e e e 8 0 2 1 6 d 的信道模型主要参考了c o s t - - 2 3 1 中提供的w 一【模型。 c o s t - - 2 3 1 的w - - i 模型 c o s t - - 2 3 l 的w i 模型可以应用与市区和市郊环境。该模型的描述主要 包括3 个方面： 北京邮电大学硕士学位论文 b = l o + l + l m 缸 l o = 旁es p a c e l o s s l m = r o o ft o p t os t r e e td i f f r a c t o i n 乙j d = m u l t i s c r e e n l o s s k 一1 6 弘1 0 1 0 9 ( 鼍) + l o l 。g ( _ f = ) 删l 。趴a h 彤m n h h e ) m t - l z + t 。 ，”彤 = 0 l o 。= 一1 0 + 0 3 5 4 q f o ，0 妒 h o o ， ：5 4 一0 8 些凶致力r 尺o 5 加”口，2 d 吃。忍。， m 。 ：5 4 0 8 a h b , u e r k m f o ，尺 k o ， = 1 8 _ 1 5 等加k k r ：一4 十o 7 ( f m h z 一1 1 弦r 优p 讲姗s 忍已d c 打f 酣册d 。 、9 2 5。 。 s u b u r b a nc e n t r e sw i t h r o o de r a t et r e e d e n s i t y ：_4+15f丝一11加棚唧。，ftail船”护口925i 。 。 h b m e = h b 。e h r ，巧 以上模型的参数范围限制为： 频率：8 0 0 - - 2 0 0 0 m l z ： 基站天线高度：4 - - 5 m ： 移动站天线高度：l - - 3 m ： h a t a 校正 通过实际测试，c o s t - - 2 3 l 的w i 模型在移动站天线高度变化时，路径 损耗存在一定的误差，相反，c o s t - - 2 3 1 的h a t a 模型在这方面具有较好的一 致性。因此，在计算c o s t - - 2 3 l 的w i 模型的路径损耗时，需要加入h a t a 校正项。需要注意的是，h a t a 校正项不是在w i 模型的路径损耗计算时进行 北京邮电大学硕士学位论文 简地的加入，具体方法如下： w - - t 模型关于移动站天线变化引起的路径损耗变化为： 2 0 1 0 9 ( h ，o d ，一k ) h a t a 修正为： 机) _ _ ( 崦( 去) 一o ，卜一( 1 5 6 1 0 9 ( 剖一刁+ 2 0 l o g ( 叱。) - 2 0 l o g ( d s ) 在h a t a 修正项中，当移动站天线高度为3 j m 时为0 。通过以上修正， 保证了移动站天线高度变化时引起的路径损耗与c o s t - - 2 3 1 中的h a t a 模型一 致。 2 1 2 q u i 信道模型 在以上的描述中，给出了描述特定场景下信道模型的一些基础，很显然， 在这些信道模型的描述参数中，存在着许多可能的组合，为此，s t a n f o r d u n i v e r s i t y 通过对c o s t 一2 3 1 中的信道模型迸行修正，将各种可能的组合进 行归纳总结，给出了一个s u i 信道模型集合，该集合包括6 种典型的信道模 型，分黜对应与不同典型的逾理类型。 这些模型可以应用于固定宽带无线接入系统的仿真、设计、研发和技术 测试等，它的参数选择是基于统计模型台句。 s u i 的分类如下： 注：表2 - l 至2 - 9 出自参考文献 2 1 t e r r a i nt y p es u ic h a n n e t s ( 、s 【j i - 1 s u i 一2 b瞰j i 3 射j i _ 4 i f ? 、 s u i 5 s u i 6 表2 is u i 信道类型 对于不同的典型参数，s u i 各个信道模型的特性分类如下： 7 丁卜去h 去文 ， 两 舯 料 一种无线城域宽带接入系统上行嘿度算法研究 d o p p l e r i _ o wd e l a y _ p r c a d、, o d c f a l ed e t a ys p r e a d h i g hd e l a yq n m d l o ws u l 3s u i 5 l i i j l i s u i js 【j l f 表2 2 s u i 信道模型特性( k 因子低) i ) 0 p p l c rl o w , , l t ：l a ys p r e a d m o d e r a t ed d a y s p r l a di l l 曲d e l a ys p r e a d ，。 i ls 1 1 i - 1 二 l l i 曲 表2 ，3 $ u i 信道模型特性( k 因子高) s u i 信道模型的一般结构如下： 注：图2 - i 出自参考文献 2 1 o n c p u t l a p u t t a p p e di 睫l a yl i n e rl l x n ， m i x n 口rr ( t d l ) m a f f i x m a t r i x m 1 w i , o r r l e i 圈2 - ts u ! 信道模型一殷结构 该模型给出了多输入多输出( m i m 0 ) 信道的一般结构，当然也包括其他 的如单输入单输出( s i s 0 ) 或单输入多输出( s t m 0 ) 等信道。该s u i 信道模 型对于主信号和干扰信号具有相同的结构。 输入混合矩阵( i n p u tm i x i n gm a t r i x ) ：该部分表示当发射 端采用多天线时输入瞎号之间的关系； 抽头延时线矩阵( t a p p e dd e l a yl i n em a t r i x ) ：该部分表示 信道的多径衰落。多径衰落主要通过各抽头的延时( 可以是非均匀的) 、 相应的增益( 满足特定的分布关系，当k 因子大于o 时满足r i c e a n 分布，当k 因子等于0 时为r a y i e i g h 分布) 以及最大多普勒频率来描 北京邮电大学硕士学位论文 述。 输出混合矩阵( o u t p u tm i x i n gm a t r i x ) ：该部分表示当接收 端采用多天线时输出信号之间的关系。 利用以上s u i 信道模型的一般结构，并在以下应用场景的假设条件下， 构造出了6 个能够代表实际信道的s u i 信道模型。 应用场景假设： 蜂窝大小：7 k m ： 基站天线高度：3 0 m ； 接收天线高度：6 m ： 基站天线波束宽度：1 2 0 。 接收天线波束宽度：3 6 0 。( 全向) 或3 0 。；当采用3 0 。天线，r m s 延时扩展可以比全向天线降低2 3 倍，因此，第2 抽头的功率衰落加大了6 d b ，第3 抽头的功率衰落加大了1 2 d b ( 在 保持延时相同的情况下天线方向图的等效) 。在采用全向天线的时 候，抽头的延时和功率满足c o s t 一2 0 7 模型。 仅采用垂直极化： 蜂窝覆盖率为9 0 ，覆盖范围内的可靠度为9 9 9 。 在以上假说条件下使用s u i 信道模型，以下几点需要特剐说明和注意： 夺 信道的总增益没有归一化，因此，在使用某一个特定的 s u i x 模型时，必须在每一个抽头上加入相应的归一化因子，使接 收到的总体平均功率为o d b ： 特定的多普勒为环状谱的最大频率参数( f m ) ： 夺 g r f 为3 0 。天线相对于全向天线总体平均功率的衰减，如 果采用3 0 。天线，需要在路径损耗中加入相应的g r f 。需要说明的 是，此时意味着散射对于所有抽头的影响是相同的： 夺k 因子是线性值，不是d b 值； 夺表中给出的k 因子是取最相近的整数； 夺表中分别给出了蜂窝覆盖率为9 0 和7 5 时的k 因子， 即在蜂窝中有9 0 和7 5 的区域的k 因子的值大于或等于给定的 值。对于s o l 一5 和s u i 一6 ，还给出了5 0 时的k 因子值。 s u i 的6 个典型信道模型的具体参数如下： 9 种无线城域宽带接入系统上行调度算法研究 s u i lc h a n n e l l a p ll a p 2 t a p j u n i h d e l a y 0o4r i q u s p o w e r i o m n a n t ) n ，l j。二0j b 9 0 k - f a c f 6p h m 0 40 7 5 k - f a c t f i m t n i ) 2 00 ( 】 i w c r1 3 i j - a i r | ) 二l ，： d h 9 0 k - f a c i 3 i p ) 1 6 f l0 7 5 k - n i c t 【3 i n 1 ， ( jn - d o p p l e r l j 43t s“z ，x n t e n n ac n m b i _ l o n ： p e n v 0 ，7t e r r a i nt y p e ： ： ( ；n i nr e d u c t i o nf a c t o r ：g r f f id b o m n i a n t e n n a ：r m i j1 1i 、_ r m i z h o nf a c t o r ： f n i7 7 d 1 ， l v 吖a i ik k3 j l 啡一n 1 k1 0 4 1 7 5 “t ，i ? ”1 - a ) u 1 7 1d l t 3 0 0a n t e n n a ： f 伽。00 4 2 、 o v e r a l l l c 二k + 1 4 ，0 l 吼i kk 4 - 12 1 7 s 6 0 表2 4s u i 一1 信道类型 s u ! 一2 c h a n n e l t - n l g a p2t a p 3 u n i b d r l a v041 1u s p o w e r u m n i - t l i 0 【：1 jd b 州0 h t t 1 0 m n l )2 n 0 7 5 k - f a c t f t o n i ) 1 10n p o w e r l 3 9 r 4 n j 01 82 7d b 9 b k - f a c t o n #u 7 s k - f a c l 删n3 6 o0 d o p g l t - n 2n 1 50 笛l - l z ) m t e n n nc o r l e l a t i o n ： 晰0 5 t c r r n i nr y p c ：c g a i nr e d u 昏i o nf x t o r ：g r f 一2j b ( n n n i _ m c - ：铀d ：02 0 ：i k n o r m a l i z a t i o n i z n c t n r ：i o ：m3 9 3 0 d b o v m l l k ：k i6 i 帆l ：k 。5 1 t 7 5 ) f ”- - 0 , 0 7 6 8d b 3 0 0a u n 咖m m ：t - m 一0 0 6 9 * o v a l i i c = k = 6 9 ( 9 i 搏0 ) ：k = 2 l8 f 7 即钟 表2 5s u i 一2 信道类型 0 苎塞墼皇查兰堡圭兰垡堡壅 s u i 一3 c h a n n d l a p lt a p2t a p 3 u _ i b d e l u y 0 40 pu s p o w e r ( o t t l n ia n 1 u ； 1 0d b 一 9 0 k c t 山t o n i ) l no 7 5 k - f a c t b t o n i ) 7o 0 p o w e r 仃0 - a n l ) 0 一l i2 ：d b q i k t a c t o l n l i ，n 7 5 k - f t 0 们 1 9 0 d i 。p p i t r 0 4i l 30 、5“z a n t e n n ac o r r e h l i u n ：p 日- o r e r r t i uh p c ：b g a i nr e d u c t i o _ f a c t o r ：g r f ：3d bo m 村a n t e n n a ：佃：02 6 4 p s n o r m l d i z a t l o nf a c t o r ：i 乙嘣ij 1i4d b 1 w c m i i kki ) 5 f 朋o “ k i6r 7 5 。u f ” 埘3 5 7 3d p , 3 炉4 m 硼蚰： r 眦io p s o v c 憎k kt ：f 帅嵋1 k = 70 i7 j 。，) 袭2 - 6 s u i 一3 信道类型 s u i 一4c h e l h p lr a p2 t a p 3 u 硝h d e l a y f i5 毒 h # p o w e r t o m n ia n t ) 0_ l- gd b 螂k - f a c t t n m 晡l 0 1o 7 s k - f z c t o m n i ) l 0o p u w e r 坩a 1 1 】 0i u 2 0j b 帅1 0 f i c k t 3 矿 l 0n 7 5 k - f a c t o 竹 o 0 d o p p k r ( 1 20 1 50 茁 i t z 1 h r 如1 p b (=fn ”；u14mo n 篙e “t n r ! 糍r f t o m a ! n n l r n u l ：t m l 、誓7 i i s n o r m a l i z a t i o nf a c t o r ：f 口_ ；- 1 9 2 1 sd b ， 【v e n l l k ：k1 n ：f 0 0 蛳：k 一0 6 7 5 f - 0 4 5 3 2d b 3 舻a n t e n n a ： m = n 5 6 3 归 t v e n d lkk i 、0 f 】o k 一3 21 7 5 ) 袭2 - 7 s i i 一4 信道类型 一种无线城域宽带接入系统上行调度算法研究 s u i 一5 c h a n n e l h p lr a p 2r 师3 t i n i t s i i t l a y t i i n w e r ( o r e i n 1 1 5d b 帅k - f 舵t m m _ 1 ) 7 5 k - f a c t t u n l n l ) i j 翱 k - 妇c i i 哪n n n p m t 3 口j n t )2 ： q ，- h c i 4 3 1 n 0 7 5 k - f a r “3 1 n0 s 0 k h c 4 3 1 n 1 1 , p p l c r l52 j儿z 1 h n i l b ”： ( ；t i n 翟f - ￥抽n ”“, u 等：! ：。躲r f0 4 3 d n o r n n i _ “n 舯：k 吣一1 料2 雌 m l j kk 1 w 挑，kt l j l 7 5 u i ki l ”。 、f = m “5d i ”擘- i 3 ：1 5 1 3dmll73 3 p 1 - i t n ：i ：1 ” o v 酬kkn 4 l 帅1 kl3 1 7 5 1 ；k4 , 2 i ， 表2 8 s u i 一5 信道类型 s u i 一6 c h a n n e l + i i p ll a p2r e j i j m 虹 d e l a y 01 42 u 雌 p o _ t r “雌l ；l i l t ) 0i o1 4 d b m k - f a c t ( n t o n i ) 00n 7 5 k f a c t ( o m n i ) n0n 5 0 ok - f a c t ( o m n i 100 p o w e r l 3 矿- i i f j 62 6 i n 9 0 e k - i r t o 竹 ，u 【， 7 5 k f k t d 竹 20 5 口k - f a c t d ，o0 d o p p l e r 0 4嘎3吼5h z t e r n i a 。t y p e ： a “gagrf。dbe d o u c ”t i o l 晰f a ”c t n 2 r ：患鼍4 ko m e ia r t t e n u ：m “= 5 二枷m o 涮l kk = 咀1 1 9 0 k k ：o 3 1 7 贽0 ) k “10 1 5 0 ) n叶fo=扭b “h 一 ： 鲁：n - 0 , 5 1 矾1 8 3 4 盎 埘t l l c n n t ：t m = z 3 7 0 o v e 阿kk = 0 4 f 噼：k i3 1 7 s lk 一4 2 f 5 i 表2 - 9 s u i 一6 倍道类型 模型对其它频率的扩展 以上统计信道模型中的延时扩展、k 因子和g r f 参数，在l - - 4 g h z 频率 段应该都是适用的。为了将该模型扩展到其它频率段，可以引入和采用一个 合适的频率校正因子。不过，多普勒谱需要进一步研究，因为它是中心频率 的函数。 北京邮电大学硕士学位论文 2 28 0 2 1 6 无线接入系统 i e e e8 0 2 委员会于1 9 9 9 年成立了8 0 2 1 6 工作组，致力于宽带无线 接入标准的开发，并于2 0 0 2 年4 月颁布了最初的雁e e8 0 2 1 6 标准，但 由于i e e e8 0 2 1 6 的工作频段较高( 1 0 6 6g h z ) ，要求视距发射塔连接， 不利于固定带宽接入技术的推广。为此，i e e e 在8 0 2 1 6 的基础上开发了 工作于2 1 1g h z 频段新的全球微波接入互操作性标准一一i e e e 8 0 2 1 6 a ，它可支持非视距连接。2 0 0 4 年，结合以前推出的8 0 2 1 6 标准颁 布了最新的固定无线接入标准i e e e8 0 2 1 6 2 0 0 4 ；我们的系统及上行资源 调度算法设计主要就是基于这个版本。当然，为了支持移动性，成立了 8 0 2 1 6 e 工作小组，现在已颁布了8 0 2 1 6 ei ) 4 的草稿版移动性无线接入标 准。本章重点介绍相关的m a c 层以及和我们l a s m a x 系统密切相关的 8 0 2 1 6 的o f d m a 系统的上行资源管理。 2 2 1 8 0 2 1 6 的应用 8 0 2 1 6 支持的终端： 1 笔记本电脑( n o t e b o o k t a b l e tp c i 2 i n f o r m a t i o n ( i n t e r a c t ) a p p l i a n c e s 3p d a h a n d h e l d s 4 智能电话( s m a r tp