Đánh giá chất lượng dịch vụ thời gian thực trong mạng HSDPA bằng giải thuật m LWDF

115 8 0
Đánh giá chất lượng dịch vụ thời gian thực trong mạng HSDPA bằng giải thuật m LWDF

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

- -LWDF GVHD: TS HÀ HOÀNG KHA TP.HCM- 8/2014 TS HÀ HOÀNG KHA - TS PGS.TS Tp.HCM ngày 15 tháng ngành NAM - - MSHV: 11140063 30/12/1985 : 605270 Chuyên ngành: K CH NG D CH V TH I GIAN TH C TRONG M NG HSDPA B NG GI I THU T M-LWDF I - - - M II : 20/02/2014 III IV : 23/6/2013 ( TS HÀ HOÀNG KHA - TS Tp HCM, ngày 30 tháng 08 14 L u tiên xin t lịng bi Qu n th y Hà Hồng Kha th y Võ ng d n ng nghiên c có th hồn thành lu Kamal Deep Singh, khoa RSM (Networks, Security and Multimedia i h c Telecom Bretagne, Pháp ti Jakimoski, khoa khoa h Kire ih trình biên d ch, mơ ph ng NS-2 Tơi xin g i l n th i h c Bách Khoa thành ph H Chí Minh, nh ng d n, truy n d y cho nh ng ki n th c su t nh h c v a qua, giúp tơi có nh ng ki n th c b ích q trình th c hi n lu ch ng s nghi p sau Cu i xin g i l i c bên c t ng viên, chia s , t Tôi xin g i thân b ng l c cho tơi hồn thành lu th y cô, b n bè, i thân l i kính chúc s c kh e h nh phúc thành công Tp H Nguy n Minh Ti n ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF ABSTRACT Nowadays, Real time services (expecially Video Streaming) over HSDPA have attracted more and more popular The traditional scheduler in HSDPA is designed to meet the QoS requirements such as delay, throughput, fairness and so on In order to deeply study the performance of video transmissions over HSDPA, we research for the four scheduling schemes in HSDPA, such as RR, MAX C/I, PF Fair Throughput and M-LWDF We also researchs about all kinds of video coding such as H.261, MPEG-4, H.264 ( for HDTV) to clarify Video Streaming services In this thesis, we used NS-2 with EURANE (Enhanced UMTS Radio Acsess Network extensions) to set up HSDPA system and simulate Video Streaming services with H.261, MPEG-4, and H.264 (HDTV) coding Then we also compared performance of Video Streaming like H.261, MPEG-4 and H.462 (HDTV) with four scheduling schemes such as RR, MAX C/I, PF Fair Throughput and M-LWDF about Average Throughput, Average Delay, Paket Loss Rate, Cell Throughput and Fairness Simulation results show that when UE is near Node B, the scheduling algorithm M-LWDF give us higher throughput than other schedulers, except algorithm MAX C/I But Algorithm M far Node B So Algorithm MAX C/I have low fairness among UEs In contrast to Algorithm MAX CI, When UE is far Node B, Algorithm M-LWDF can keep acceptably quality the same RR, PF Fair Throughput scheduler algorithms such us throughput, delay, PLR (Packet Loss Rate) So the Fairness of M-LWDF algorithm is higher Expecially, Algorithm M-LWDF is best for delay-sensitive traffic because it includes both the computation I ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF TÓM T T Ngày nay, d ch v th i gian th c bi t Video Streaming) m ng HSDPA ngày ph bi n Các b l p bi c thi t k ng yêu c u v ch ng d ch v cơng b có th hi u k d ch v truy n video, tìm hi u v gi i thu t l p bi Throughput Mng th i, u lo i mã hóa -4 H.264 (dành cho d ch v d ch v Video Streaming Trong lu s d ng NS-2 v i ph n m r thi t l p h th ng HSDPA mô ph ng d ch v Video Streaming v ti n hành so sánh mơ hình l p bi Throughput M-LWDF v ch ng trung bình, tr trung bình, t l m t g công b ng K t qu mô ph ng cho th y, thi t b u cu i g n Node B, gi i thu t M-LWDF cho i thu t khác, ngo i tr gi i thu t MAX C/I Tuy nhiên, gi i thu t MAX C/I không l p bi u cho UE xa Node B Vì th , gi i thu t công b ng r t th p gi a thi t b u cu c v i gi i thu t MAX C/I, thi t b u cu i xa Node B, gi i thu t M-LWDF có th gi ch ng m c ch p nh gi i thu t k Thoughput v ng, tr , t l m công b ng c a gi i thu t M-LWDF m c bi t, gi i thu t M-LWDF r t phù h p cho ng nh y c m v i tr gi i thu ch t l ng kênh t c th tr x p hàng công th c tính tố l p bi u c i dùng II ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF L ng lu n ph m tơi t th c hi n, khơng có s chép k t qu b t c tài li u hay báo c xin hoàn toàn ch u trách nhi m v i nh ng l TPHCM, ngày 30 tháng 08 H c viên th c hi n Ký tên Nguy n Minh Ti n III ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF M CL C ABSTRACT I TÓM T T II DANH SÁCH CÁC HÌNH V VII DANH SÁCH CÁC B NG IX TÊN CÁC T VI T T T X I THI TÀI 1.2 ng ph m vi nghiên c u 1.3 M tài 1.4 u 1.5 C u trúc c a lu TRUY NH NG XU NG T CAO HSDPA 2.2 Nh ng c i ti n quan tr ng c a HSPDA so v i WCDMA 2.3 -DSCH) -SCCH 14 HS-DPCCH 17 2.5 K t lu n 20 I THU T L P BI U TRONG HSDPA 21 21 21 21 3.2 Phân lo i gi i thu t l p bi u gói 22 3.3 Các gi i thu t l p bi u nhanh 23 3.3.1 Gi i thu t l p bi u C/I t - Max C/I 23 IV ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF 3.3.2 Gi i thu t l p bi u cân b ng t l - PF 23 3.3.3 Gi i thu t l p bi u FFTH 24 3.4 Các gi i thu t l p bi u ch m 25 3.4.1 Gi i thu t l p bi u C/I trung bình - Avg C/I 25 3.4.2 Gi i thu t l p bi u RR 25 3.4.3 Gi i thu t l p bi u cân b ng FTH 25 3.5 K t lu n 25 4: GI I THU T L P BI U M-LWDF CHO D CH V TH I GIAN TH C 26 4.1 26 4.2 27 4.2.1 Streaming 27 4.2.1.1 27 4.2.1.2 Streaming 28 4.2.2 Dich v Video streaming m ng 3G 29 33 4.4 37 37 4.4.2 Các nghiên c u g gi i thu t M-LWDF 38 4.4.3 N i dung gi i thu t M-LWDF 39 4.4.3.1 Các khái ni m khác v ch ng d ch v (QoS) 39 4.4.3.2 Mơ hình M-LWDF 40 4.5 K t lu n 42 T QU MÔ PH NG 43 43 -2 43 5.1.2 EURANE 43 5.1.3.Mơ hình mơ p 44 ng 45 5.3 Mơ hình mơ ph ng Video th i gian th c 46 V ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF 46 47 5.4 K t qu mô ph ng 48 5.4.1 Các ch s i thu t l p bi u 48 48 49 50 50 52 - _A: 52 - 59 64 71 76 83 5.5 K t lu n 94 T NG K 6.1 T ng k 6.2 NG PHÁT TRI N C TÀI 95 tài: 95 ng phát tri n c tài 95 TÀI LI U THAM KH O 97 VI ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF , VEH_A - 85 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF H.261 VEH_A 1.00 0.92 0.90 0.82 0.81 0.80 Fairness 0.70 0.66 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 MaxCI MLWDF PF RR Scheduler Algorithms 5.4.1.3 - 86 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF ell Throuphput): H.261 VEH_A 450000 383687 Cell Throughput (kbps) 400000 350000 315422 300000 250000 243070 222963 200000 150000 100000 50000 MaxCI MLWDF PF RR Scheduler Algorithms - Mbps) Trong 87 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF chung: chung MPEG-4, HDTV, H.261 88 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF chung Summary Cell Throughput Cell Throughput (Mbps) 1000.00 900.00 800.00 700.00 600.00 500.00 400.00 MaxCI 300.00 MLWDF 200.00 PF 100.00 0.00 RR H.261_PE D H.261_VE H HDTV_PE D HDTV_VE H MPEG4_PED MPEG4_VEH MaxCI 222.09 222.96 821.12 718.96 865.15 768.09 MLWDF 334.14 315.42 790.52 617.58 842.84 679.96 PF 298.26 243.07 193.90 155.45 308.41 250.17 RR 430.81 383.69 474.14 352.50 606.08 469.34 Hình 5.33 -4, HDTV, H.261 89 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF chung Hình 5.34 -4, HDTV, H.261 90 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF Hình 5.35 -4, HDTV, H.261 91 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF chung Summary Fairness 1.00 0.90 0.80 Fairness 0.70 0.60 0.50 0.40 MaxCI 0.30 MLWDF 0.20 PF 0.10 0.00 RR H.261_PE D H.261_VE H MPEG4_PED MPEG4_VEH MaxCI 0.66 0.66 0.43 0.45 0.37 0.49 MLWDF 0.82 0.81 0.71 0.73 0.65 0.60 PF 0.94 0.92 0.95 0.91 0.94 0.92 RR 0.85 0.82 0.88 0.86 0.75 0.74 HDTV_PED HDTV_VEH Hình 5.36 MPEG-4, HDTV, H.261 92 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF chung: -A VEHvà cell cao B ình - - - : T nh ng h th m c a gi i thu t n d ng dung ng d ch v cao b ng gi a m b o ch i dùng Chúng ta nên thi t l p m t h th gi i thu t l p bi u Ch ng h thu c ch n V iv i ng t t gi i ng tr cao gi i thu ch n l M-LWDF Khi UE có m c ch c ng gi i thu t 93 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF 5.5 K t lu n ph t qu mô ph i thu t l p bi u MaxCI, Round Robin, PF Fair Throughput M-LWDF v m fairness T k t qu tr , t l cho th y, gi i thu t m thu n l i b t l i riêng i thu t M-LWDF cho th y có nhi u l i th nh t, v c a gi i thu t MaxCI v throughput cell throughput, v a c i thi c a MaxCI v tr , t l m fairness v i m m m nh cy m ng v i hai gi i thu t Round Robin PF Fair Throughput 94 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF : T NG K 6.1 T ng k NG PHÁT TRI N C TÀI tài: Lu n hành tìm hi u lý thuy t, mơ ph ng b ng công c NS-2 vs2 ph n m r ng EURANE h tr mô ph ng h th m m gi i thu t l p bi u cho d ch v th i gian th c Chúng ta có th rút k t lu n sau: trung bình - - M6.2 ng phát tri n c Do th i gian có h tài tài ch t p trung nghiên c u gi i thu t l p bi b n cho h th ng HSDPA ti n hành mô ph gi i thu c bi t M- nh ng k t qu c này, có th phát tri mc a i v i ng d ng th i gian th c T ng sau: 95 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF - Nghiên c u qu c a gi i thu t M-LWDF h th ng HSDPA v i nhi u ki n thi t b ng th i kh i thu t u cu i chuy n giao gi a Node B - Nghiên c i thu t M- ng h th ng HSDPA ngh n Congestion - Nghiên c u, ng d ng gi i thu t M- i v i h th ng HSDPA c a nhà m ng - Nghiên c u ng d ng gi i thu t cho h th ng LTE 96 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF TÀI LI U THAM KH O [1] Alexander L Stolyar and Kavita Ramanan, Largest weighted delay first scheduling: large deviations and optimality , The Annals of Applied Probability, Vol.11, No.1, pp.1-48, 2001 [2] M.Andrews, K.Kumaran, K.Ramanan, et al, CDMA data QoS scheduling on the forward link with variable channel conditions , Bell Laboratories Technical Report, April, 2000 [3] M.Andrews, K.Kumaran,et al, Providing quality of service over a shared wireless link , IEEE Communications Magazine, Vol.39, Issue:2, Feb, 2001 [4] Kanghee Kim, Insoo Koo, et al, Multiple QoS support using M-LWDF in OFDMA adaptive resource allocation , IEEE LANMAN 2004, pp.217 222, April 2004 [5] Ameigeiras, P., Wigard, J., Mogensen, P Performance of the M-LWDF scheduling algorithm for streaming services in HSDPA IEEE VTC2004, pp 26-29 Sept 2004 [6] Guangyi Liu, Jianhua Zhang, et al, Channel and queue aware scheduling for real- time service in multiuser MIMO OFDM system , IEEE APCC2007, pp 509512, Oct 2007 [7] Yang Cui, Yubin Xu A novel multi-radio packet scheduling algorithm for real-time traffic on generic link layer , IEEE APCC2009, pp.122-125, Oct 2009 [8] Basukala, R., Mohd Ramli, et al, Performance analysis of EXP/PF and MLWDF in downlink 3GPP LTE system , IEEE AH-ICI2009, pp 3-5, Nov 2009 [9] Ramli, Huda Adibah Mohd, et al Performance of well known packet scheduling algorithms in the downlink 3GPP LTE system , IEEE MICC2009, pp.815-820, Dec.2009 [10] Marius Brinzea, B.Sc Building a HSDPA system simulation with OPNET Master Thesis, University of Dublin, Trinity College, September 2009 [11] Rajesh Kumar Srirambhatla Group Scheduling In Cellular Networks Master Thesis, Osmania University, Hyderabad, India, 2008 97 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF Improving Vertical Handovers for Real-Time Video Traffic between UMTS and WiMAX Networks International Journal of Research and Reviews in Next Generation Networks Vol 1, No 1, March 2011 [13] Toni Janevski, Kire Jakimoski, Scheduling Optimization in HSDPA Networks Simulating Maximum Terminal Capabilities 17th Telecommunications forum TELFOR, Serbia, Belgrade, November 24-26, 2009 [14] Pierre Ansel, Qiang Ni A Simple and Efficient Scheduling Scheme for IEEE 802.11e Wireless LAN Planète Project, INRIA Sophia Antipolis, FRANCE [15] Bùi Th Quang, Xây d ng module Video Conference k t n i camera có kh u n t nghi p, i h c qu c gia Hà N i, i h c Công Ngh , Khoa Công ngh thông tin, 2006 , Xây d ng h th ng xem video tr c n h Android t nghi p, i h c qu c gia Hà N i, ng u hành i h c Công Ngh , Khoa Công ngh thông tin, 2010 [17] 3GPP.Technical Specification Group Radio Access Network User Equipment (UE) radio transmission and reception (FDD)(Release 5) (3GPP TS 25.101 V5.20.0) [18] Tr giao thông v n t u công ngh n- n t , 2011 án t t nghi ih c 98 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M-LWDF LÝ L CH TRÍCH NGANG Lý l c: - H tên Nguy n Minh Ti n - Ngày sinh 30/12/1985 - Cai L y, Ti n Giang - Qu c t ch Vi t Nam - Gi i tính Nam - a ch liên l c p Phú Trung, xã Phú Chánh, huy n Tân Uyên, t - S - n tho i 0943-839-268 a ch mail nmtien1985@gmail.com o: i h c: - H o: Chính quy - Th i o: t 09/2003 - n 04/2008 i h c Bách Khoa TP.HCM Ngành h n t - Vi n thông o th - Th o: t - n 06/2014 i h c Bách Khoa TP.HCM Ngành h c: K thu nt Q trình cơng tác chun mơn k t t t nghi i h c: Th i gian 04/2008 11/2012 11/2012 Ch c v T n thông quân i (Viettel) Trung tâm Vi n thông khu v c (Vinaphone 2) K n thông K n thông 99 ... Common Intermediate Format TCP Transmission Control Protocol TDD Time Division Duplex TTI Transmit Time Interval UDP User Datagram Protocol UE User Element UL Uplink UM UnAcknowledge Mode UMTS... of M- LWDF algorithm is higher Expecially, Algorithm M- LWDF is best for delay-sensitive traffic because it includes both the computation I ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA b ng gi i thu t M- LWDF. .. th i gian (TDM hi n nh i dùng có th c th c m b o th i gian tr u so v i WCDMA (TTI = 10ms) Bên c TTI xu ng 2ms giúp cho vi c l p bi u c gi m nh kênh cho m 11 ng d ch v th i gian th c m ng HSDPA

Ngày đăng: 20/03/2022, 01:07

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan