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随着各种便携式智能设备的广泛普及和各类互联网业务的飞速发展,用户对随时随地高速接入互联网的需求越来越强烈。基于IEEE 802.11系列标准的无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)以其方便部署、费用低、速率快等优势,已成为用户无线接入的重要方式。目前,下一代WLAN的标准——IEEE 802.11ax已经进入关键技术研究和提案讨论阶段,并预计于2019年正式发布。在密集用户场景中提供良好的服务质量(Quality of Service,QoS)和体验质量(Quality of Experience,QoE)支持,是IEEE 802.11ax的关键技术目标之一。在WLAN中,各类业务根据其数据流向可以分为上行(从用户到接入点)业务和下行(从接入点到用户)业务。上行业务在进行数据传输前需要进行网络接入,因此接入效率对其QoS具有严重影响。下行业务由AP负责调度和管理,同时,视频业务在下行业务中占据重要的比例,除了QoS支持外,用户更期望在观看视频业务的过程中得到较好的QoE保障。基于此,本文的主要研究内容为下一代WLAN中面向上行业务QoS和下行业务QoE的多址接入技术,其主要创新点总结如下:1、提出了面向上行业务QoS的正交频分多址接入(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)协议。针对OFDMA机制中上行视频业务传输时延无法被可靠保障的问题,通过冗余接入机制提高视频业务用户的接入成功率,通过优先级资源分配算法和帧聚合机制保障视频业务数据分组的可靠传输。仿真结果表明,当接入子信道数为4时,视频帧的最大传输时延可以被保障在小于视频帧产生周期(0.033s)的范围。2、提出了面向上行业务QoS的信道绑定多址接入协议。针对IEEE 802.11ac中基于信道绑定的多址接入协议接入效率低且未考虑QoS保障的问题,使用主/从信道多子信道接入机制提高密集用户场景中用户的接入效率,通过基于QoS需求的资源分配算法实现对上行视频业务QoS的保障。仿真结果表明,该协议在保障上行视频业务QoS性能方面远优于IEEE 802.11ac中基于信道绑定的多址接入协议。3、提出了面向下行业务QoE的两级资源分配算法。针对WLAN中上下行资源共享和视频业务变码率导致播放缓冲区动态变化的问题,基于HTTP视频流业务播放流畅度分析模型,AP根据视频业务用户反馈的缓冲区状态计算视频业务用户对下载速率的需求,通过调整最小竞争窗的方式进行第一级(在上行业务和下行业务之间)资源分配,通过基于令牌的优先级调度算法进行第二级(在下行视频业务用户之间)资源分配。仿真结果表明,两级资源分配算法可以有效地减少播放过程中的播放停顿事件,并同时保障视频业务用户间的公平性。4、提出了面向下行业务QoE的接纳控制和资源分配算法,针对同一基本服务集(Basic Service Set,BSS)中用户数过多时,用户资源需求超过网络最大吞吐量导致视频业务QoE无法被保障的问题,将视频业务用户的播放流畅度期望与背景业务用户的吞吐量期望进行统一化处理,通过接纳控制定理对新用户的入网请求进行决策,并根据网络中用户数的变化进行资源分配。仿真结果表明,该算法可以同时支持对下行视频业务用户播放流畅度期望以及上下行背景业务用户吞吐量期望的保障。