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WIMAX技术的出现解决了“最后一公里”的无线接入问题，它以其组网灵活、建设速度快、维护方便、运营成本低等优势，迅速地成为了通信市场发展的热点，被视为未来的全球通信组成中最具发展潜力的接入技术之一。
WIMAX无线接入网络可以承载多种类型的上层数据业务，包括了E1/TI、VOIP的语音业务、实时要求的流媒体业务、非实时要求的FTP业务以及E-MAIL业务。这些业务在传输速率、允许延迟和传输抖动等QOS指标参数的要求互不相同。而对于上层业务的承载及带宽的调度分配工作主要是由WIMAX网络中的MAC层控制处理机来完成的。除此以外，MAC层处理机的主要工作还包括网络接入、网络管理、消息管理、业务流连接管理、业务流调度管理、带宽分配管理、物理层管理等。WIMAX网络的MAC层关键技术及其设计实现方案是本文的主要研究内容。
首先，本文介绍了基于IEEE802.16d标准中的MAC层协议部分的基本知识，提出了MAC层控制处理机的总体软件设计方案。这一方案可作为MAC系统的设计规范，使协议的描述内容转变为软件系统实现，对WIMAx系统的MAC层处理机的研发具有指导意义。其次，本文对WIMAX系统的上行信道竞争解决、多用户自适应调制、多业务调度等三方面分别提出了新型算法。通过MATLAB的仿真证明，这些算法均起到良好的改进效果。最后，本文给出了MAC层处理控制机的硬件设备操作系统的设计方案。出于对MAC层处理控制机的实现复杂程度以及实时性的考虑，本文采用了实时ECOS嵌入式操作系统。ECOS操作系统是一种新型的操作系统，本文创新性的将其用于WIMAX系统的实现，并对操作系统的驱动设计流程做出详细的介绍。
本文从协议标准的研究与设计、理论算法的改进与验证、整机设备的操作系统设计三个部分，全面研究了WIMAX系统的MAC层处理机的设计思路和关键问题。本文对于WIMAX系统的MAC层处理机的设计和研发具有指导意义。