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近年来通信业的迅猛发展导致了网络传输能力的巨大提升。骨干网和高速局域网随着人们对带宽越来越大的需求而不断升级,但是连接两者之间的接入网成了整个网络的瓶颈。最终,基于IEEE802.16标准的宽带无线城域网接入技术WiMAX因其组网灵活迅速、升级维护方便及高传输速率等优点赢得人们的青睐,成为下一代宽带接入网的最佳候选技术之一。WiMAX技术代表了国际上接入网的最新发展趋势,是当前宽带接入网络研究的热点,被认为是实现未来宽带接入的主要手段。IEEE802.16标准规定了无线接入网的空中接口部分,它的媒体接入控制(MAC)层是面向连接的,不同类型的业务具有不同的服务质量(QoS)参数,从而能够为不同的用户应用提供相应的QoS保障。而实现QoS保障的关键之一就在于MAC层的带宽调度,能否采用一种有效的MAC层带宽调度架构是十分重要的。由于在IEEE 802.16协议中没有给出确定的或建议的带宽调度算法,因此研究MAC层的带宽调度是一个很有意义的课题。论文主要对IEEE802.16 MAC层机制进行分析并着重研究其带宽调度。针对IEEE802.16无线城域网的特点,本文将IEEE802.16服务流带宽分配纳入统一的效用函数模型,提出了基于用户优先级和信道状态的效用函数最优化带宽分配算法,使带宽分配问题转化为在一定条件下的效用最优化非线性规划(NLP)求解。同时针对实际应用的实时性要求,提出了适用于该NLP问题的快速解法,使带宽问题可以经过加权注水和流量整形两个步骤得到解决,大大降低了计算复杂度。仿真结果表明,基于用户优先级和信道状态的效用最优化算法比已有的用于IEEE802.16的带宽分配算法在吞吐量和公平性上均具有明显的优势。同时,由于算法复杂度低,其时延也在IEEE802.16带宽分配实时要求范围内。