Tối ưu hiệu suất truyền video trên mạng 5g siêu dày đặc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ *** CUNG VĂN TRANG TỐI ƯU HIỆU SUẤT TRUYỀN VIDEO TRÊN MẠNG 5G SIÊU DÀY ĐẶC LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Hà Nội - 2021 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ *** CUNG VĂN TRANG TỐI ƯU HIỆU SUẤT TRUYỀN VIDEO TRÊN MẠNG 5G SIÊU DÀY ĐẶC Ngành Chuyên ngành Mã số : Công nghệ kỹ thuật điện tử - viễn thông : Kỹ thuật điện tử : 8510302.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÂM SINH CÔNG Hà Nội - 2021 LỜI CẢM ƠN Trước hết, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lâm Sinh Công, người tận tình hướng dẫn thực luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới thầy cô giáo Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà nội trang bị cho tác giả kiến thức vơ hữu ích suốt năm học vừa qua Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu, Phòng Đào tạo, Khoa Điện tử viễn thông Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện cho tác giả suốt trình học tập Tác giả xin cảm ơn Đề tài KHCN cấp ĐHQGHN, Mã số đề tài: QG.20.52 hỗ trợ trình thực luận văn Cuối tác giả xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè người ln động viên khuyến khích tác giả suốt trình học tập thực luận văn Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2021 Tác giả Cung Văn Trang LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tác giả hướng dẫn khoa học TS Lâm Sinh Công Các nội dung nghiên cứu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố hình thức trước Những số liệu, cơng thức, hình ảnh, bảng biểu liệu khác phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá tác giả thu thập từ nguồn khác nhau, có ghi rõ phần tài liệu tham khảo Nếu phát có gian lận tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Trường Đại học Cơng nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội không liên quan đến vi phạm tác quyền, quyền tác giả gây q trình thực (nếu có) Mặc dù có nhiều cố gắng nỗ lực q trình nghiên cứu để hoàn thành luận văn, hạn chế kiến thức, kinh nghiệm thời gian nên luận văn cịn thiếu sót Tác giả mong nhận góp ý quý giá nhà khoa học bạn đọc để tiếp tục hoàn thiện luận văn cách tốt tiếp tục cho nghiên cứu sau Góp ý xin gửi địa email cungvantrang@gmail.com điện thoại số 0919983628 Tác giả xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2021 Tác giả Cung Văn Trang MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN .3 MỤC LỤC .4 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG .7 DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục tiêu, đối tượng, phạm vi phương pháp nghiên cứu 10 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 10 2.2 Đối tượng nghiên cứu 10 2.3 Phạm vi nghiên cứu 10 2.4 Phương pháp nghiên cứu 10 Nhiệm vụ nghiên cứu, kết đạt được, ý nghĩa khoa học thực tiễn 10 3.1 Nhiệm vụ nghiên cứu .10 3.2 Kết đạt .11 3.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 11 Bố cục luận văn 11 CHƯƠNG I: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH MẠNG 5G .12 1.1 Từ 1G đến 4G - Kết nối người 12 1.2 5G - Mạng cho đổi 13 1.2.1 Các thành phần 16 1.2.2 Mạng truy cập vô tuyến 18 1.2.3 Lõi di động 22 1.2.4 Bảo mật tính di động 25 1.2.5 Tùy chọn triển khai .28 CHƯƠNG II: ỨNG DỤNG CỦA MẠNG 5G 30 2.1 Băng thông lớn 30 2.2 Kiểm soát nhiệm vụ quan trọng 32 2.3 Vạn vật kết nối internet 34 CHƯƠNG III: TRUYỀN VIDEO TRÊN MẠNG 5G SIÊU DÀY ĐẶC 39 3.1 Nhu cầu mạng 5G .39 3.2 Mạng 5G siêu dày đặc .41 3.3 Truyền video mạng 5G siêu dày đặc 44 3.3.1 Truyền từ trạm sở 46 3.3.2 Truyền D2D 46 3.3.3 Truyền phối hợp đa tầng .47 CHƯƠNG IV: TỐI ƯU HIỆU SUẤT TRUYỀN VIDEO TRÊN MẠNG 5G SIÊU DÀY .49 4.1 Các kỹ thuật lập lịch 49 4.1.1 Lập lịch vòng tròn 49 4.1.2 Lập lịch theo số chất lượng kênh tốt .49 4.1.3 Kết hợp Lập lịch vòng tròn Lập lịch theo số chất lượng kênh tốt 49 4.1.4 Lập lịch công theo tỷ lệ 50 4.2 Tối ưu hóa thuật tốn lập lịch cơng 52 4.3 Mơ hình mơ đánh giá .54 4.3.1 Mơ hình mơ 54 4.3.2 Kết mô đánh giá .55 KẾT LUẬN 65 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Tên viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt 3GPP The 3rd Generation Partnership Project Dự án đối tác hệ thứ 5G NR 5G New Radio Mạng 5G vô tuyến 5G UDN 5G Ultradense Network Mạng 5G siêu dày đặc CP Control Plane Mặt phẳng điều khiển eMBB Enhanced Mobile Broadband Băng thông di động nâng cao EPC Evolved Packet Core Lõi gói phát triển (Mạng lõi) IoT Internet of Things Mạng lưới vạn vật kết nối Internet IP Internet Protocol Giao thức Internet LTE Long Term Evolution Sự tiến hóa dài hạn 10 PF Proportional Fair Công theo tỷ lệ 11 RAN Radio Access Network Mạng truy nhập vô tuyến 12 UE User Equipment Thiết bị Người dùng 13 MBS Macro Base Station Trạm sở lớn 14 SBS Small cell Base Station Trạm sở nhỏ 15 MU Mobile User Người dùng di dộng 16 VAS Video Applications and Services Dịch vụ ứng dụng video 17 D2D Device-to-Device Từ thiết bị đến thiết bị DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Các hệ mạng truyền thông không dây 15 Bảng - Độ trễ trung bình gói tin (01 trạm gNodeB) 56 Bảng - Tỷ lệ gói tin (01 trạm gNodeB) 57 Bảng - Thông lượng 01 trạm gNodeB 58 Bảng 4 - Độ trễ trung bình gói tin (03 trạm gNodeB) 60 Bảng - Tỷ lệ gói tin (03 trạm gNodeB) 61 Bảng - Thông lượng 03 trạm gNodeB 62 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1 - Các hệ mạng di động 13 Hình - Nhu cầu mạng 5G 14 Hình - Các ứng dụng mạng 5G [1] 16 Hình - Cấu trúc Mạng di động [3] 17 Hình - Cấu trúc Lõi di động [3] 18 Hình - Trạm gốc phát kết nối với UE hoạt động [3] 19 Hình - Trạm gốc kết nối Mặt phẳng điều khiển [3] 19 Hình - Trạm gốc kết nối Mặt phẳng người dùng [3] 20 Hình - Giao thức kết nối Trạm gốc Lõi di động [3] 20 Hình 10 - Các Trạm gốc hợp tác bàn giao UE [3] 21 Hình 11 - Các Trạm gốc hợp tác thực truyền đa đường tới UE [3] 21 Hình 12 - Lõi di động 4G (Lõi gói phát triển) [3] 22 Hình 13 - Lõi di động 5G (NG-Core) [3] 24 Hình 14 - Thiết lập kênh Kiểm soát với Mặt phẳng người [3] 26 Hình 15 - Trình tự kênh kết nối [3] 27 Hình 16 - Các tùy chọn Khơng độc lập Độc lập để triển khai 5G [3] 29 Hình - Những kỳ vọng mạng 5G [1] 30 Hình 2 - Thời lượng vùng mở rộng 5G NR [5] 33 Hình - Kết nối 5G toàn cầu giai đoạn 2019-2025 39 Hình - Mạng 5G siêu dày đặc [8] 41 Hình 3 - Kiến trúc ứng dụng 5G UDN 42 Hình - Mơ hình điều khiển truyền video mạng 5G UDN 45 Hình - Khơng gian văn phịng mở [35] 54 Hình – Mơ hình mơ 01 trạm gNodeB 56 Hình - Biểu đồ Độ trễ trung bình gói tin (01 trạm gNodeB) 57 Hình 4 - Biểu đồ Tỷ lệ gói tin (01 trạm gNodeB) 58 Hình - Biểu đồ Thông lượng 01 trạm gNodeB 59 Hình - Mô 03 trạm gNodeB 60 Hình - Biểu đồ Độ trễ trung bình gói tin (03 trạm gNodeB) 61 Hình - Biểu đồ Tỷ lệ gói tin (03 trạm gNodeB) 62 Hình – Biểu đồ Thông lượng hệ thống 03 trạm gNodeB 63 LỜI MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài - Sự phát triển nhanh chóng cơng nghệ kết nối mạng đem lại nhiều thay đổi sống người Hiện nay, mạng 5G - Thế hệ mạng di động thứ trình phát triển, hứa hẹn mang đến thống kết nối đóng vai trị lớn nhiều so với hệ mạng di động trước - Mạng 5G không kết nối người mà cịn kết nối, điều khiển máy móc, đồ vật thiết bị - tảng cho cải tiến kích hoạt dịch vụ mới, nâng cao trải nghiệm người dùng kết nối ngành cơng nghiệp mới, như: + Xem bóng đá trực tiếp hay chơi game với yêu cầu đồ họa cao trực tuyến khơng có độ trễ với trải nghiệm thời gian thực; + Thực tế ảo tăng cường (Augmented Reality- AR)/ Công nghệ thực tế ảo (Virtual Reality – VR), như: du lịch ảo, mua sắm ảo ; + Thành phố thông minh; Nhà máy thông minh; + Khám, chữa bệnh phẫu thuật từ xa; + Vạn vật kết nối internet - Các loại dịch vụ cung cấp làm cho số lượng kết nối tăng trưởng nhanh chóng Theo số thơng tin đăng tải website Cục Tần số vô tuyến điện - Bộ Thơng tin Truyền thơng: + Kỳ vọng có 1,9 tỷ thuê bao mạng 5G vào cuối năm 2024, chiếm 20% số lượng thuê bao di động thời điểm đó; + Có thể tới 65% dân số giới sử dụng mạng 5G vào năm 2024; + Dự kiến năm 2022, mức tiêu thụ nội dung video điện thoại thơng minh máy tính bảng tăng 300%, tức 50% năm Video chiếm 75% tổng lưu lượng truy cập liệu di động - Mạng 5G chạy tảng toàn IP, khó để phân biệt loại hình dịch vụ với chi phí để trì cao (Mạng 5G hoạt động băng tần bước sóng milimet) Một trạm gốc mạng 4G phủ sóng tới km trạm gốc mạng 3G phủ sóng tới km trạm gốc mạng 5G 300m - đồng nghĩa cần nhiều trạm gốc mạng 5G để có vùng phủ sóng rộng mạng 4G nay) - Các thuật toán lập lịch cho mạng 5G sử dụng lại đề xuất mạng 4G, việc tối ưu thuật toán lập lịch cho mạng 5G cịn chưa nghiên 54 dịch vụ có tính chất tức thời Ví dụ với người dùng sử dụng dịch vụ MMS offline voice message, giá trị 𝑟k(𝑡) tăng đột biến khoảng thời gian ngắn tốc độ trung bình 𝑅k (𝑡 1)~0 Khi đó, 𝑃fk = 𝑟k(𝑡) 𝑅k(𝑡−1) → ∞ Người dùng trường hợp ưu tiên tối đa họ khơng có liệu để truyền 4.3 Mơ hình mơ đánh giá 4.3.1 Mơ hình mơ Trong mơ hình mơ xây dựng cơng cụ 5G-air-simulator [34] chạy hệ điều hành Ubuntu, ta giả thiết 01 trạm 03 trạm gNodeB hoạt động tần số GHz cấp băng thông 20 MB để phục vụ khơng gian văn phịng mở (Open Indoor Office) Người dùng phân bố rìa cell thực việc truyền Video với độ phân giải 480p [35] Theo khuyến nghị Youtube, để đảm bảo mượt mà trải nghiệm người dùng, tốc độ truyền video cần thiết từ 500-2.000kbps Do đặc điểm truyền video không liên tục, chu kỳ luân phiên truyền/nghỉ tương đương Do đó, kết thơng lượng thu trung bình trình truyền liệu đạt 400kbps hợp lý Độ trễ yêu cầu giây (đề xuất) không vượt q giây Theo 3GPP, mơ hình truyền sóng môi trường Open Indoor Office xác định thông qua mơ hình Dual Slop: LOS NLOS Trong đó, xác suất đường truyền người dùng trạm gNodeB Hình 4.1 đường truyền thẳng LOS xác định cơng thức sau: Hình - Khơng gian văn phòng mở [35] 55 𝑃𝑟𝐿0𝑆 = , 𝑑2𝐷i𝑛 ≤ 5𝑚 e𝑥𝑝( 𝑑2𝐷i 𝑛−5) e𝑥𝑝( 𝑑2𝐷i 𝑛−49) , 5𝑚 ≤ 𝑑2𝐷i𝑛 ≤ 49𝑚 70.8 211.7 0.54 (10) , 5𝑚 ≤ 𝑑2𝐷i𝑛 ≤ 49𝑚 Khi đó, mức suy hao cơng suất theo khoảng cách tính theo cơng thức sau: 𝑃𝐿𝐼𝑛𝐻−𝐿0𝑆 = 32.4 + 17.3 l og10 (𝑑3𝐷 ) + 20 l og10 (f𝑐 ) (11) Khi suy hao môi trường 𝜎𝑆𝐹 = v1𝑚 ≤ 𝑑3𝐷 ≤ 150𝑚 𝑃𝐿𝐼𝑛𝐻−𝐿0𝑆=max(𝑃𝐿𝐼𝑛𝐻 −𝐿0𝑆,𝑃𝐿𝘍𝐼𝑛𝐻−𝐿0𝑆 ) 𝑃𝐿𝘍𝐼𝑛𝐻 (12) =38.3 log10(𝑑3𝐷)+17.30+24.9 log10(ƒ𝑐) −𝐿0𝑆 Khi suy hao môi trường 𝜎𝑆𝐹 = 8.03 v1𝑚 ≤ 𝑑3𝐷 ≤ 150𝑚 đó: 𝑑3𝐷−o𝑢𝑡 + 𝑑3𝐷−i𝑛 = √(𝑑2𝐷−o𝑢𝑡 + 𝑑2𝐷−i𝑛)2 + ( 𝐵𝑆 𝑈𝑇 ) (13) 4.3.2 Kết mô đánh giá Kết mô đánh giá thông qua tham số: + Thông lượng (throughput) lưu lượng truyền thành công qua mạng cell + Độ trễ (delay) thời gian trễ trung bình việc truyền gói tin từ nguồn đến đích Trong trường hợp này, đường truyền coi hồn hảo nên thời gian trễ thời gian gói tin chờ để lập lịch + Tỉ lệ gói tin (PLR) tính tỉ lệ số lượng gói tin bị số lượng gói tin truyền * Trường hợp 1: 01 trạm gnodeB, UE phân bố ngẫu nhiên biên cell Giả thiết trạm phủ sóng vùng có bán kính 50m 56 Hình – Mơ hình mơ 01 trạm gNodeB Theo đó: * Độ trễ: Bảng - Độ trễ trung bình gói tin (01 trạm gNodeB) Số lượng người dùng Orginal PF Proposed PF 0.01846 0.0182 0.02303 0.0222 10 0.03039 0.02934 12 0.03559 0.03463 14 0.0428 0.04201 16 18 20 22 24 26 28 0.0531 0.06543 0.09046 0.11192 0.2034 0.34483 0.53771 0.05356 0.07119 0.13711 0.30031 0.54095 0.63108 0.68181 57 Hình - Biểu đồ Độ trễ trung bình gói tin (01 trạm gNodeB) Từ kết mơ Hình 4.3, ta nhận thấy độ trễ trung bình gói tin thuật tốn khoảng điều kiện cho phép Thuật toán tối ưu không làm gia tăng nhiều độ trễ hệ thống so với truyền thống cao số lượng người dùng cao 20UE Việc xảy độ trễ kết trung bình truyền liệu tồn cell * Tỷ lệ gói tin: Bảng - Tỷ lệ gói tin (01 trạm gNodeB) Số lượng người dùng Orginal PF Proposed PF 0 0 10 0 12 0 14 0 16 18 20 22 0.00002 0.00162 0.03321 0.19427 0 0.003 0.03965 58 24 26 28 0.47158 0.50234 0.54328 0.10323 0.16583 0.1962 Hình 4 - Biểu đồ Tỷ lệ gói tin (01 trạm gNodeB) Từ kết mơ Hình 4.4, ta nhận thấy việc áp dụng thuật toán tối ưu, số lượng UE tăng, tỷ lệ gói tin giảm (giảm 70% từ 0,54 xuống 0,19) - Thông lượng: Bảng - Thông lượng 01 trạm gNodeB Số lượng người dùng Orginal PF Proposed PF 2.71802 2.71802 3.62402 3.62402 10 4.53003 4.53003 12 5.43603 5.43603 14 6.34204 6.34204 16 7.24791 7.24804 18 8.13889 8.15405 59 20 8.73026 9.02922 22 7.88705 9.52641 24 5.39651 9.64389 26 5.45171 9.70276 28 5.28227 10.07508 30 3.69641 9.38292 Hình - Biểu đồ Thông lượng 01 trạm gNodeB Từ kết mơ Hình 4.5, ta nhận thấy việc áp dụng thuật toán tối ưu, số lượng UE cịn thấp, thơng lượng hệ thống khơng có nhiều thay đổi Tuy nhiên, số lượng UE tăng, thông lượng hệ thống tăng lên 127% từ 3,69Mb/s đến 9,38Mb/s Như vậy, từ kết mơ khẳng định, trường hợp có 01 trạm gốc, thuật toán tối ưu phát huy hiệu việc gia tăng số lượng UE phục vụ hệ thống mà tham số thơng lượng, độ trễ tỷ lệ gói tin đáp ứng yêu cầu cần có dịch vụ * Trường hợp 2: 03 trạm gNodeB liền kề nhau, UE phân bố biên cell Giả thiết 03 trạm có bán kính 30m, vùng phủ 03 trạm tương đương vùng phủ 01 trạm có bán kính 50m 60 Hình - Mơ 03 trạm gNodeB Theo đó: * Độ trễ: Bảng 4 - Độ trễ trung bình gói tin (03 trạm gNodeB) Số lượng người dùng Orginal PF Proposed PF 12 0.04531 0.05361 14 0.05411 0.06089 16 0.06419 0.11094 18 0.08673 0.24596 20 0.12405 0.32522 22 0.20921 0.47519 24 0.39174 0.52726 61 26 0.86496 0.58735 Hình - Biểu đồ Độ trễ trung bình gói tin (03 trạm gNodeB) Từ kết mơ Hình 4.7, ta nhận thấy việc áp dụng thuật tốn tối ưu khơng làm gia tăng độ trễ hệ thống tăng số lượng UE so với thơng thường * Tỉ lệ gói tin: Bảng - Tỷ lệ gói tin (03 trạm gNodeB) Số lượng người dùng Orginal PF Proposed PF 12 0.00148 14 0.00055 16 0.00363 0.00975 18 0.06799 0.04575 20 0.17667 0.08148 22 0.32406 0.12998 24 0.49928 0.15628 62 26 0.86496 0.58735 Hình - Biểu đồ Tỷ lệ gói tin (03 trạm gNodeB) Từ kết mơ Hình 4.8, ta nhận thấy việc áp dụng thuật toán tối ưu, số lượng UE tăng, tỷ lệ gói tin giảm (giảm 67% từ 0,66 xuống 0,20) - Thông lượng: Bảng - Thông lượng 03 trạm gNodeB Số lượng người dùng Orginal PF Proposed PF 12 16.308 16.281 14 19.014 19.026 16 21.656 21.506 18 22.680 23.213 20 22.023 24.790 22 19.409 25.705 63 24 14.797 27.191 26 9.647 27.633 Hình – Biểu đồ Thông lượng hệ thống 03 trạm gNodeB Từ kết mơ Hình 4.9, ta nhận thấy việc áp dụng thuật toán tối ưu, từ số lượng UE thấp giúp tăng thông lượng hệ thống Khi số lượng UE nhiều, thông lượng tăng lên 280% từ 9,64Mb/s đến 27,63Mb/s Như vậy, từ kết mơ khẳng định, trường hợp có 03 trạm gốc, thuật toán tối ưu phát huy hiệu việc gia tăng số lượng UE phục vụ hệ thống mà tham số thông lượng, độ trễ tỷ lệ gói tin đáp ứng yêu cầu cần có dịch vụ Có cải thiện thuật toán đề xuất cho phép hiệu chỉnh khoảng thời gian lấy mẫu 𝑇𝑐 dành cho lập lịch Tổng kết chương IV Chương đề cập lại thuật toán lập lịch áp dụng cho mạng 5G sử dụng lại đề xuất mạng 4G Đó Lập lịch vòng tròn; Lập lịch theo số chất lượng kênh truyền tốt nhất; Lập lịch kết hợp vòng 64 trịn kênh truyền tốt nhất; Lập lịch cơng theo tỷ lệ Nội dung chương làm rõ phương pháp đề xuất tối ưu hiệu suất truyền video mạng 5G siêu dày tối ưu thuật tốn Lập lịch cơng theo tỷ lệ áp dụng mạng 4G trước (phương pháp truyền thống) Cụ thể, tối ưu chu kỳ lấy mẫu 𝑇𝑐 từ cố định theo phương pháp truyền thống thành 𝑇𝑐 thay đổi theo chất lượng kênh truyền tới người dùng tổng lưu lượng liệu người dùng nhận theo yêu cầu + Độ trễ thuật toán đề xuất cao độ trễ thuật tốn truyền thống hình 4.3 hình 4.7 thuật tốn đề xuất thay đổi 𝑇𝑐 người dùng theo chất lượng kênh truyền Những người có chất lượng kênh truyền thấp nhiều thời gian để lập lịch, thuật toán truyền thống có độ trễ người dùng Do đó, tổng hợp độ trễ cell lớn giới hạn cho phép + Tỷ lệ gói tin thuật tốn đề xuất hiệu nhiều so với thuật toán truyền thống chất lượng kênh truyền tốt, giá trị 𝑇𝑐 tăng lên để truyền thành cơng nhiều gói tin Bên cạnh đó, chất lượng kênh truyền người dùng đột ngột thay đổi, phương pháp đề xuất cố gắng ưu tiên truyền hồn thành gói truyền Do đó, tổng thể cell, tỷ lệ gói tin giảm + Thơng lượng thuật tốn đề xuất hiệu nhiều so với thuật toán truyền thống người dùng có chất lượng kênh truyền tốt, giá trị 𝑇𝑐 tăng lên để truyền nhiều liệu Bên cạnh đó, chất lượng kênh truyền người dùng đột ngột thay đổi, phương pháp đề xuất cố gắng ưu tiên truyền hồn thành gói truyền Do đó, tổng thể cell, thông lượng hệ thống hiệu 65 KẾT LUẬN Với mục tiêu đề ra, luận văn tập trung vào việc nghiên cứu thuật toán lập lịch sử dụng mạng 5G từ đề xuất tối ưu thuật tốn Lập lịch công theo tỷ lệ để tối ưu hiệu suất truyền video mạng 5G siêu dày đặc Kết luận văn đạt cụ thể: - Xây dựng mơ hình tính tốn thuật tốn lập lịch công theo tỷ lệ - Xây dựng giải toán tối ưu việc lập lịch công theo tỷ lệ đảm bảo mức độ cân Thông lượng, Độ trễ Tỷ lệ gói tin - Triển khai mơ phỏng, kiểm chứng, đánh giá hiệu giải pháp đề xuất so với giải pháp liên quan Kết nghiên cứu luận văn phần đóng góp mang giá trị tham khảo hữu ích cho cộng đồng nghiên cứu lĩnh vực tối ưu hiệu xuất truyền video mạng 5G siêu dày đặc Cụ thể, tối ưu chu kỳ lấy mẫu 𝑇𝑐 từ cố định theo phương pháp truyền thống thành 𝑇𝑐 thay đổi theo chất lượng kênh truyền tới người dùng tổng lưu lượng liệu người dùng nhận theo yêu cầu Qua đó, đảm bảo cân thơng lượng, độ trễ tỷ lệ gói tin truyền video qua mạng 5G siêu dày đặc môi trường nhà môi trường nhỏ, đường truyền ngắn, có nhiều vật cản đường truyền UE trạm gốc gNB số lượng lớn UE phục vụ./ 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [7] Cục Tần số - Bộ Thông tin Truyền thông, 01 2021 [Online] Available: http://www.cuctanso.vn/tin-tuc/Pages/thongtindidong5G.aspx?ItemID=2947 [15] Phan Thanh Minh, Điều khiển tối ưu luồng video điểm - điểm mạng 5G siêu dày đặc, Trường Đại học Giao thơng vận tải Thành phố Hồ Chí Minh, 2020 Tiếng Anh [1] Qualcomm Technologies, "Making 5G NR a reality," Leading the technology inventions for a unified, more capable 5G air interface, pp 1-3, 2016 [2] "https://vi.wikipedia.org/wiki/5G," Wikipedia, 2020 [Online] [3] Larry Peterson and Oguz Sunay, "5G Mobile Networks: A Systems Approach Chapter 3: Basic Architecture," https://5g.systemsapproach.org/index.html, 2019, 2020 [Online] [4] Rogers Communications Inc, "Understanding a key characteristic of 5G networks and what it means for business," https://www.rogers.com/business/blog/en/what-isenhanced-mobile-broadband, 2021 [Online] [5] Ana Schafer, "Mission-Critical Control in 5G - The Future of Industrial Automation," https://developer.qualcomm.com/blog/mission-critical-control-5g-future-industrialautomation, 2020 [Online] [6] Constandinos X Mavromoustakis, George Mastorakis,, Internet of Things (IoT) in 5G Mobile Technologies, Switzerland: ISBN 978-3-319-30911-8, ISBN 978-3-319-309132 (eBook), DOI 10.1007/978-3-319-30913-2, 2016 [8] Mahmoud Kamel, Walaa Hamouda, Amr Youssef, "Ultra-Dense Networks: A Survey," IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS & TUTORIALS, 2016 [9] J Park, S.-L Kim, and J Zander, "Asymptotic behavior of ultra-dense cellular," IEEE Global Communications , 2014 [10] L Su, C Yang, and C.-L I, "Energy and Spectral Efficient Frequency Reuse of Ultra," EEE Trans Wirel Commun, 2016 [11] R Baldemair, "Ultra-dense networks in millimeter-wave frequencies," IEEE Commun Mag, 2015 [12] J Liu, W Xiao, and A C K Soong, "Dense networks of small cells," in Design and Deployment of Small Cell Networks, 2015 [13] G Chopra, R Kumar Jha, and S Jain, A survey on ultra-dense network and emerging technologies: Security challenges and possible solutions, J Netw Comput Appl., 67 vol.95, pp 54–78, 2017 [14] A Gupta and R K Jha, "A Survey of 5G Network: Architecture and Emerging," IEEE Access, 2015 [16] T Nguyen, D Nguyen, and V Nguyen, "Quality of Service Provisioning for D2D Users in Heterogeneous Networks," EAI Endorsed Trans Ind Networks Intell Syst, 2019 [17] C Saha and H S Dhillon, "D2D underlaid cellular networks with user clusters: Load balancing and downlink rate analysis," IEEE Wirel Commun Netw Conf WCNC, 2017 [18] T L Thanh and T M Hoang, "Cooperative Spectrum-Sharing with Two-Way AF Relaying in the Presence of Direct Communications," EAI Endorsed Trans Ind Networks Intell Syst, 2018 [19] W Jaafar, W Ajib, and H Elbiaze, "Caching Optimization for D2D-Assisted Heterogeneous Wireless Networks," IEEE 30th Annual International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC), 2019 [20] M Mehrabi, D You, V Latzko, H Salah, M Reissl, "Device-Enhanced MEC: MultiAccess Edge Computing (MEC) Aided by End Device Computation and Caching: A Survey," IEEE Access, 2019 [21] N S Vo, T Q Duong, H D Tuan, and A Kort, "Optimal Video Streaming in Dense 5G Networks With D2D Communications," IEEE Access, 2018 [22] L Yang, D Wu, S Xu, G Zhang, and Y Cai, "Social-energy-aware user clustering for content sharing based on D2D multicast communications," IEEE Access, 2018 [23] R Trestian, Q T Vien, H X Nguyen, and, "ECO-M: Energy-efficient ClusterOriented Multimedia delivery in a LTE D2D environment," IEEE Int Conf Commun, 2015 [24] X Zhang, Y Wang, R Sun, and D Wang, "Clustered device-to-device caching based on file preferences," IEEE Int Symp Pers Indoor Mob Radio Commun PIMRC, 2016 [25] J Song and W Choi, "Mobility-aware content placement for device-to-device caching systems," IEEE Trans Wirel Commun, 2019 [26] K Zhu, W Zhi, X Chen, and L Zhang, "Socially motivated data caching in ultra-dense small cell networks," IEEE Netw, 2017 [27] X Li, X Wang, K Li, Z Han, and V C M Leung, "Collaborative Multi-Tier Caching in Heterogeneous Networks: Modeling, Analysis, and Design," IEEE Trans Wirel.Commun, 2017 [28] Jiteng Ma, Adnan Aijaz, Mark Beach, Recent Results on Proportional Fair Scheduling for mmWave-based Industrial Wireless Networks, vol III Review of SPF Scheduling 68 Techniques, arXiv:2007.05820v1, 2007 [29] H Kim, K Kim, Y Han, and J Lee, An Efficient Scheduling Algorithm for QoS in Wireless Packet Data Transmission, IEEE PIMRC, vol 5, 2002, pp 2244–2248, 2002 [30] S.-B Lee et al, Proportional Fair Frequency-domain Packet Scheduling for 3GPP LTE Uplink, IEEE INFOCOM 2009, 2009, pp 2611–2615, 2009 [31] N Bechir et al, Novel Scheduling Algorithm for 3GPP Downlink LTE Cellular Network, MoWNet, 2014, pp 116–122, 2014 [32] G Aniba and S Aissa, Adaptive Proportional Fairness for Packet Scheduling in HSDPA, IEEE GLOBECOM, vol 6, 2004, pp 4033–4037, 2004 [33] D Yang et al, Towards Opportunistic Fair Scheduling in Wireless Networks, IEEE ICC, vol 11, 2006, pp 5217–5221, 2006 [34] N Xu, G Vivier, W Zhou, and Y Qiang, A Dynamic PF Scheduler to Improve the Cell Edge Performance, IEEE VTC, 2008, pp 1–5, 2008 [35] A Yamaguchi and Y Takeuchi, Forward Link Packet Scheduler for High-speed Packet Data System, IEEE PIMRC, vol 2, 2001, pp.21–24, 2001 [36] S Martiradonna, A Grassi, G Piro, and G Boggia, 5g-air-simulator: An open-source tool modeling the 5g air interface, Computer Networks, vol 173, p 107151, 2020, 2020 [37] ETSI, 5G Study on channel model for frequencies from 0.5 to 100 GHz (3GPP TR 38.901 version 15.0.0 Release 15), ETSI TR 138 901 V15.0.0 (2018-07), 2018 [38] Mohammad Reza Amini, Mostafa Rezaei, Morteza Bayat, A survey on scheduling algorithms in LTE, https://www.researchgate.net/profile/ Iman_Amini/publication/281108645_A_survey_on_scheduling_algorithms_in_LTE/lin ks/561d72f608aecade1acb3d1c/A-survey-on-scheduling-algorithms-in-LTE.pdf, 2012 ... thành mạng 5G Chương II Ứng dụng mạng 5G Chương III Truyền video mạng 5G siêu dày đặc Chương IV Tối ưu hiệu suất truyền video mạng 5G siêu dày đặc 12 CHƯƠNG I: LỊCH SỬ HÌNH THÀNH MẠNG 5G 1.1... sử dụng Từ đó, phương pháp tối ưu hiệu suất truyền video mạng 5G siêu dày đặc tiếp tục trình bày chương 49 CHƯƠNG IV: TỐI ƯU HIỆU SUẤT TRUYỀN VIDEO TRÊN MẠNG 5G SIÊU DÀY Lập lịch trình phân bổ... cầu mạng 5G .39 3.2 Mạng 5G siêu dày đặc .41 3.3 Truyền video mạng 5G siêu dày đặc 44 3.3.1 Truyền từ trạm sở 46 3.3.2 Truyền D2D 46 3.3.3 Truyền