2007年10月,联合国国际电信联盟(ITU)正式批准WiMAX无线宽带接入技术成为移动设备的全球标准,以OFDMA TDD WiMAX的名义成为继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后的全球第四大3G标准。随着第二代移动WiMAX——IEEE 802.16m认证进程的加快,标准制定组织IEEE预计将在2010年中期正式完成标准制定,届时IEEE 802.16m将成为全球首个符合ITU定义的4G技术标准。与此同时,WiMAX中的关键技术——服务质量(QoS)也受到了越来越多研究者的关注,成为WiMAX技术的研究热点。应用于固定、游牧、便携、移动等场景的IEEE 802.16标准,需要满足不同种类服务流的QoS需求。标准中提出的媒体接入控制(MAC)协议详细定义了五种类型的服务以及BS与SS之间的信令交互机制(如连接建立、带宽请求、UL-MAP消息等),规定了UGS服务的上行链路调度算法,还提出了一种系统的QoS架构,但是对于rtPS、ErtPS、nrtPS和BE这四种服务的调度算法以及具体的接纳控制机制却没有作出明确的规定。基于上述情况,本文在研究了IEEE 802.16 MAC层已有QoS机制的基础上,提出了一种改进的QoS架构,该架构新增了缓冲模块、流量整形模块和自适应调制编码(AMC)模块；另外,本文使用动态带宽重分配来考虑端到端时延的QoS增强机制,对提出的混合调度算法进行了分析仿真,结果表明：混合调度算法在实时业务中产生的时延更少,还能够使单个BS在可允许的端到端时延范围内容纳数量更多的子SS,并且GPSS模式能提供更好的端到端时延要求；对于架构中没有定义的接纳控制机制,本文提出了一种基于优先级的动态带宽分配接纳控制机制,并将其与传统的固定带宽分配的接纳控制机制比较,发现提出的接纳控制机制具有更优的性能和效率。然后,针对目前应用广泛的IP网络传送语音(VoIP)服务,本文提出了一种服务感知调度算法用于WiMAX网络中VoIP的调度,研究了提出的算法的性能,并与一些传统的方法做出了比较,还讨论了延迟和带宽效率之间的权衡。仿真结果表明,提出的调度算法机制能产生更少的延迟,支持更多的VoIP用户,提高了带宽利用率。最后,针对IMS和WiMAX的融合组网问题,确立了一种端到端的QOS架构,实现了UMTS承载服务到WiMAX接入的扩展和融合。该框架提出了信令协商和WiMAX QoS与IMS QoS的映射,成功地解决了分割的承载服务在不同QOS机制下的互联融合问题。因此实现了整个WiMAX-IMS网络中统一的QoS保证,还能够为每一个差别用户提供综合的低抖动的多媒体服务,这些都是传统的架构所不能提供的。