Một số phương pháp quản lý di động và ải thiện hiệu năng huyển giao dọ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN VĂN THỦY MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP QUẢN LÝ DI ĐỘNG VÀ CẢI THIỆN HIỆU NĂNG CHUYỂN GIAO DỌC Chuyên ngành: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN HỮU THANH Hà Nội - Năm 2014 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131940931000000 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .3 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH BẢNG BIỂU .5 DANH SÁCH HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU .8 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN GIAO DỌC 10 Định nghĩa phân loại chuyển giao 10 1.1 Định nghĩa 10 1.2.Phân loại chuyển giao 10 Chuyển giao dọc (VHO) 12 2.1 Thu thập thông tin chuyển giao 13 2.2 Quyết định chuyển giao .18 2.3 Thực chuyển giao 20 Các tham số đánh giá hiệu VHO .21 CHƯƠNG II: MỘT SỐ THUẬT TOÁN CHUYỂN GIAO .23 Thuật toán dựa tham số RSS 23 1.1 Phương pháp dựa thời gian lưu trú MN 24 1.2 Phương pháp dựa ngưỡng RSS .24 1.3 Phương pháp dựa trạng thái quét kênh .25 1.4 Phương pháp dự báo tham số RSS 26 Quyết định chuyển giao dựa tham số QoS 28 2.1 Phương pháp dựa băng thông khả dụng (BW) 29 2.2.Phương pháp dựa tham số SINR 30 2.3 Phương pháp dựa User profile 32 Quyết định chuyển giao dựa chức đánh giá .34 3.1 Đánh giá tiện ích người dùng 35 3.2 Chức đánh giá chi phí 36 3.3 Chức đánh giá mạng 37 Quyết định chuyển giao sử dụng mạng thông minh .38 4.1 Artificial Neural Network (ANN) .39 4.2 Fuzzy logic .40 4.3 VHO dựa giao thức thông minh 42 Phương pháp dựa bối cảnh 43 5.1 Phương pháp dựa Mobile Agent .45 5.2 Nhận biết bối cảnh sử dụng q trình phân tích phân cấp AHP 46 5.3 Phương pháp dự báo bối cảnh 47 5.4 Phương pháp hợp tác nhận biết bối cảnh .47 5.5 Phương pháp sử dụng MIH 48 Đánh giá phương pháp VHO 50 Phương pháp kết hợp Fuzzy Logic tham số QoS 54 7.1 Thu thập thông tin chuyển giao 55 7.2 Bước định trước chuyển giao 56 7.3 Thuật toán chuyển giao .57 7.4 Quyết định chuyển giao .59 7.5 Đánh giá kết .59 CHƯƠNG III: MỘT SỐ GIAO THỨC HỖ TRỢ CHUYỂN GIAO DỌC 64 Mobile IPv4 .64 Mobile IPv6 .66 FMIPv6 70 3.1 Dự báo chuyển giao 71 3.2 Phản ứng chuyển giao 72 FPMIPv6 72 4.1 Chuyển giao nhanh FPMIPv6 .74 4.2 Phương pháp cải tiến FPMIPv6 77 KẾT LUẬN .85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu thực hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Hữu Thanh Các đoạn trích dẫn số liệu sử dụng luận văn dẫn nguồn kết nghiên cứu thực tác giả, tổ chức, hiệp hội giới Trong q trình thực hiện, tơi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Hữu Thanh tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi q trình tìm hiểu, nghiên cứu hồn thành luận văn Học viên Trần Văn Thủy DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Dạng đầy đủ MN Mobile Node VHO Vertical Handover WLAN Wireless Local Area Network CoA Care of Address HoA Home of Address IPv4 Internet Protocol version IPv6 Internet Protocol version HA Home Agent CN Correspondent Node 10 FA Foreign Agent 11 RSS Received Signal Strength 12 QoS Quality of Service 13 QoE Quality of Experience 14 LTE Long Term Evolution 15 UMTS Universal Mobile Telecommunications System 16 GPRS General Packet Radio Service DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các thông số thu thập cho trình VHO .14 Bảng 1.2: Các tham số định chuyển giao dọc 16 Bảng 2.1: Các phương pháp dựa RSS 27 Bảng 2.2: Các phương pháp VHO dựa QoS 34 Bảng 2.3: Các phương pháp VHO dựa chức đánh giá 39 Bảng 2.4: Các phương pháp VHO sử dụng mạng thông minh 44 Bảng 2.5: Các phương pháp VHO dựa bối cảnh .50 Bảng 2.6: Tổng hợp phương pháp VHO 53 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Phân loại chuyển giao .11 Hình 1.2: Thủ tục quản lý chuyển giao dọc 13 Hình 1.3: Phân loại phương pháp định VHA 18 Hình 1.4: Phân loại thuật toán chuyển giao dọc 20 Hình 1.5: Quản lý di động quản lý chuyển giao 22 Hình 2.1: Lưu đồ thuật tốn VHO dựa RSS 23 Hình 2.2: Sơ đồ VHO dựa QoS 29 Hình 2.3: Lưu đồ thuật toán VHO dựa SINR 31 Hình 2.4: Lưu đồ trình VHO dựa chức đánh giá 35 Hình 2.5: Cấu trúc chế hoạt động phương pháp VHO sử dụng mạng thông minh 40 Hình 2.6: Lưu đồ thực chuyển giao sử dụng Fuzzy logic 41 Hình 2.7: Cơ chế phương pháp nhận thức bối cảnh 44 Hình 2.8: Cấu trúc MIHF 49 Hình 2.9: Sơ đồ cấu trúc phương pháp kết hợp Fuzzy logic RSS 55 Hình 2.10: Sơ đồ thuật tốn định chuyển giao 58 Hình 2.11: Hàm tương quan tham số định chuyển giao 58 Hình 2.12: Kết so sánh thời gian chuyển giao 61 Hình 2.13: Kết so sánh độ cân tải 62 Hình 2.14: Kết so sánh tỷ lệ rớt gọi 63 Hình 3.1: Cấu trúc MIPv4 65 Hình 3.2: Thủ tục chuyển giao MIPv4 65 Hình 3.3: Cấu trúc MIPv6 .67 Hình 3.4: Nguyên lý hoạt động MIPv6 .68 Hình 3.5: Thủ tục chuyển giao MIPv6 69 Hình 3.6: Cơ chế FMIPv6 .71 Hình 3.7: Kiến trúc mạng EPC 74 Hình 3.8: Thủ tục chuyển giao sử dụng FPMIPv6 75 Hình 3.9: Thủ tục chuyển giao sử dụng FMPIPv6 cải tiến .79 Hình 3.10: Độ trễ chuyển giao trung bình Predictive and Reactive HO 82 Hình 3.11: Đánh giá hiệu suất độ trễ giới hạn 83 LỜI MỞ ĐẦU Ngày công nghệ mạng không dây phát triển mạnh với mục tiêu cung cấp dịch vụ “mọi lúc, nơi” với chất lượng tốt phù hợp với nhu cầu người dùng Xu phát triển mạng không dây hướng tới hội tụ tất mạng dựa tảng IP để tạo thành mạng hệ NGN Cùng với nhu cầu sử dụng người dùng ngày tăng, thiết bị di động hỗ trợ nhiều giao diện vô tuyến, nhà khai thác cung cấp dịch vụ khác để đáp ứng chất lượng dịch vụ QoS tăng chất lượng trải nghiệm QoE tới người dùng Tuy nhiên nhà cung cấp đáp ứng nhu cầu ngày lớn người dùng, đặc biệt thiết bị di động người dùng di chuyển vùng cung cấp dịch vụ nhà mạng Thiết bị di động người dùng chuyển kết nối mạng khác để đảm bảo đáp ứng nhu cầu chất lượng dịch vụ Quá trình trình chuyển giao dọc mạng không dây để đảm bảo QoS QoE cung cấp dịch vụ cho người dùng Xu chung hệ thống mạng di động dựa kiến trúc IP sử dụng nhiều công nghệ truy nhập khác Trong môi trường mạng không dây không đồng vây, việc hỗ trợ chuyển giao quản lý di động vấn đề quan trọng Với nhu cầu sử dụng dịch vụ ngày lớn người dùng, yêu cầu chất lượng dịch vụ cao Người dùng không cần đáp ứng nhu cầu kết nối “mọi lúc nơi” mà phải đảm bảo kết nối tốt nhất, phù hợp với nhu cầu sử dụng dịch vụ họ Để đáp ứng nhu cầu này, nhà cung cấp cần phải giải vấn đề tính di động thiết bị người dùng, đảm bảo người dùng cung cấp chất lượng dịch vụ tốt tất nơi, đặc biệt họ di chuyển, kết nối sang mạng không dây khác Trong quản lý tính di dộng người dùng, vấn đề quản lý chuyển giao quan trọng Chuyển giao chìa khóa cho mạng di động khơng dây phát triển Khơng giải tốn chuyển giao khơng giải vấn đề tính di động thiết bị người dùng mạng không dây Chuyển giao mấu chốt vấn đề quản lý di động, đặc biệt thực chuyển giao dọc mạng không dây khác Chuyển giao dọc xu nghiên cứu phát triển ngành truyền thông di động giới Nó dần chuẩn hóa bới tổ chức, hiệp hội truyền thông lớn 3GPP, 3GPP2, IEEE… Khi chuyển giao dọc nhiều kết nối, giao diện mạng khác đảm bảo, người dùng lựa chọn sử dụng đồng thời kết nối di chuyển để đảm bảo chất lượng dịch vụ hay để phù hợp với nhu cầu sử dụng dịch vụ Đề tài “Một số phương pháp quản lý di động cải thiện hiệu chuyển giao dọc” tập trung nghiên cứu số phương pháp sử dụng chuyển giao dọc mạng không dây Nội dung đề tài gồm chương:  Chương I: Tổng quan chuyển giao dọc  Chương II: Một số thuật toán chuyển giao dọc  Chương III: Một số giao thức hỗ trợ chuyển giao mạng không dây