WiMAX是一种基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术,主要用来解决“最后一公里”接入问题。为了满足网络中新业务不断提高的QoS要求,WiMAX系统在MAC层定义了比较完善的QoS机制,但未给出具体的实现方法,而是留给开发商解决。由于“最后一公里”接入是典型的上下行链路不对称的应用,下行链路的数据量要比上行链路大得多,因此下行链路QoS机制显得尤为重要。本文在研究WiMAX系统下行链路QoS机制的基础上,针对QoS的两个主要实现机制——准入控制和调度算法进行研究并对已有算法进行改进。(1)综合考虑服务提供商收益、用户阻断率和带宽利用率的准入控制最优化策略的研究与实现。准入控制是实现QoS的一个重要环节,目前关于准入控制最优化策略的研究重点是使服务提供商的收益最大化,而很少考虑用户的利益。本文提出的准入控制策略增加了关系用户利益的两个约束条件,即用户阻断率和带宽利用率。准入控制的具体实现算法为:首先分配一定带宽给每一类业务流以达到阻断率要求,然后在满足带宽利用率要求的业务流中选取收益最大的进行带宽分配。实验结果表明,此策略在收益、用户阻断率和带宽利用率三方面都有良好的性能,兼顾了服务提供商和用户两者的利益。(2)基于业务流类型和业务流平均到达速率的实时调度算法的研究与实现。调度算法直接影响着QoS的两个重要指标——时延和吞吐量。随着网络中实时业务的大量应用,WiMAX系统中基于用户站轮询的下行链路调度算法Round-Robin,因用户站内实时业务的时延得不到保证,所以不能很好地满足实时性的要求;另外,算法没有考虑不同业务流的到达速率。本文提出了基于业务流类型的实时调度算法DLRTS,优先调度所有用户站中实时性要求较高的业务以提供时延保证,然后根据业务流的平均到达速率分配剩余带宽以提高吞吐量。仿真结果表明,与Round-Robin相比,本文所提算法在实时业务时延和吞吐量两方面的性能都有明显提高。