Trong những năm gần đây, mạng truy cập không dây băng rộng đã phát triển nhanh chóng để thoả mãn nhu cầu ngày càng tăng của người dùng cho việc truy cập dịch vụ băng rộng ở khắp mọi nơi như hội nghị video, luồng đa phương tiện thời gian thực, IPTV, cũng như các dịch vụ Internet truyền thống trên môi trường không dây di động. Việc xuất hiện mạng BWA IEEE 802.16e, được gọi là WiMAX di động, là một trong những giải pháp triển vọng nhất cho việc truy cập không dây băng rộng để hỗ trợ tốc độ dữ liệu cao, tính di động cao, và độ phủ sóng rộng mà giá thành thấp. Năm 2006, dịch vụ băng rộng không dây (WiBro), WiMAX di dộng, là dịch vụ thương mại đầu tiên trên thế giới, đã đươc triển khai tại Hàn Quốc và SPRINT đã lắp đặt và cung cấp các dịch vụ WiMAX di động tại Mỹ từ tháng 4-2008. Với sự phát triển nhanh chóng các dịch vụ thời gian thực, đa phương tiện, việc cung cấp chất lượng dịch vụ (QoS) trong mạng BWA đang là một vấn đề ràng buộc và thách thức.
Để hỗ trợ QoS cho các loại lưu lượng thay đổi, giao thức điều khiển thâm nhập môi trường (MAC) IEEE 802.16 định nghĩa cơ cấu yêu cầu- cấp phát băng thông riêng và năm loại sơ đồ được phân loại: Dịch vụ cấp phát không yêu cầu (UGS), dịch vụ hỏi vòng thời gian thực (rtPS), dịch vụ hỏi vòng không thời gian thực(nrtPS), dịch vụ cố gắng nhất (BE), và dịch vụ thời gian thực mở rộng (ertPS). Cả UGS và rtPS được đề xuất để hỗ trợ dịch vụ thời gian thực tạo các gói có chu kỳ. Trong khi UGS thích hợp cho lưu lượng tốc độ bít cố định (CBR) như thoại qua giao thức internet (VoIP), rtPS thích hợp cho lưu lượng tốc độ bít thay đổi (VBR) như video MPEG. Sơ đồ UGS có thể tối thiểu hoá độ trễ trong việc xử lý yêu cầu -cấp phát băng thông, tuy nhiên tại cùng thời điểm, nó phải lãng phí băng thông hay dùng không hiệu quả băng thông với lưu lượng VBR. Mặt khác, với kỹ thuật rtPS, băng thông được tận dụng hiệu quả ở chi phí độ trễ bổ sung do việc yêu cầu băng thông dựa trên nhu cầu. Việc tạo ra sự cân bằng giữa độ trễ tối thiểu và việc sử dụng được tối đa, ertPS được giới thiệu trong IEEE 802.16e, một bản hiệu chỉnh của IEEE 802.16-2004. Giống với UGS, kỹ thuật ertPS cấp phát băng thông theo chu kỳ
mà không có bất cứ yêu cầu nào để tối thiểu hoá độ trễ. Cũng giống như cách của rtPS, nó có thể điều chỉnh cỡ băng thông cấp phát để việc sử dụng được tối đa. Tuy nhiên, thuật toán yêu cầu - cấp phát vài băng thông đặc biệt không được tiêu chuẩn hoá để việc thực thi riêng này có thể được sử dụng bởi các nhà cung cấp thiết bị. Mặc dù có một vài đề xuất về khung truyền và thuật toán cho chất lượng dich vụ cho mạng BWA, nhưng họ chủ yểu tập trung vào kiến trúc QoS và lưu đồ thuật toán cho một trạm cơ sở để thoả mãn các yêu cầu QoS khác nhau, thay vì thuật toán yêu cầu băng thông phía trạm thuê bao.
Trong bài khóa luận này, chúng ta đưa ra một thuật toán yêu cầu băng thông uplink hiệu quả và đơn giản cho kỹ thuật ertPS, mục tiêu để tối thiểu hoá sự lãng phí băng thông mà không hạ thấp QoS . Ý tưởng chính cho thuật toán này là sự gấp đôi (twofold)
Để duy trì sự thoả mãn về QoS, chúng ta giới thiệu một khái niệm mục tiêu trễ (target delay) vd độ trễ cho phép trong lớp MAC có thể bị cắt thành giá trị đích của chiều dài hàng đợi truyền.
Ngoài ra, để việc sử dụng được cực đại, ta triển khai một kiến trúc phản phản tiếp. Một sự khác nhau giữa số lưu lượng tích trữ trong hàng đợi truyền và giá trị đích của nó và những cái khác cho sự không thích ứng giữa gói đến và tốc độ dịch vụ.
Với việc sử dụng phản phản tiếp, thuật toán này tính toán động số lượng băng thông yêu cầu để việc lãng phí băng thông được tối thiểu. Đồng thời, nó có thể tối thiểu sự vi phạm độ trễ và biến động trễ, bằng việc điều khiển độ trễ dich vụ lớp MAC quanh mức mong muốn. Hơn nữa, nó đáp ứng nhanh chóng và ổn định với lưu lượng tải biến đổi và điều kiện mạng thay đổi, vì kiến trúc phản phản tiếp. Dựa trên phương pháp lý thuyết điều khiển, chúng ta phân tích sự thực thi và tính ổn định của thuật toán và đưa ra hướng dẫn thiết kế đơn giản. Chúng ta cũng thực thi thuật toán sử dụng mô phỏng MATLAB, và thực thi mô phỏng mở rộng. Kết quả mô phỏng nhằm xác nhận lại thuật toán có thể tối thiểu hoá băng thông lãng phí và điều chỉnh độ trễ quanh mức mong muốn với độ rung pha được giảm đáng kể. Trong bài khóa luận này, chúng ta không đề cập đến kỹ thuật yêu cầu băng thông uplink cho lưu lượng VBR, vì sơ đồ downlink không bao gồm quá trình yêu cầu - cấp phát một vài băng thông và điều chỉnh cỡ băng thông yêu cầu không cần thiểt cho lưu lượng CBR.
