Nghiên cứu hệ hỗ trợ ra quyết định ứng dụng trong quy hoạch mạng di động

Trang 1

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIÊN THÔNG

TRỊNH TUẦN SƠN

NGHIÊN CỨU HỆ TRỢ GIÚP QUYÉT ĐỊNH ỨNG DỤNG

TRONG QUY HOẠCH CHO MẠNG DI ĐỘNG

HÀ NỘI - 2015

Trang 2

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIÊN THÔNG

NGHIÊN CỨU HỆ TRỢ GIÚP QUYÉT ĐỊNH ỨNG

DỤNG TRONG QUY HOẠCH CHO MẠNG DI ĐỘNG

CHUYÊN NGÀNH : HỆ THÓNG THÔNG TIN

MÃ SỐ : 60 48 01 04

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS DO TRUNG TUẦN

HÀ NỘI - 2015

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

Các sô liệu, kêt quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bat kỳ công trình nào khác.

Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2015

Người thực hiện

Trịnh Tuấn Sơn

Trang 4

LOI CAM ON

Lời dau tiên cho phép tôi gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới các thay giáo, các cô giáo thuộc khoa Công nghệ thông tin, Khoa Quốc tẾ và Sau Đại học, Học viện Công

Nghệ Bưu chính Viễn thông đã tham gia giảng dạy nhiệt tình, truyền đạt cho chúng tôi

những kiến thức khoa học và kinh nghiệp quý báu trong thời gian tôi và các bạn học

viên lớp Cao học M14CQISO1B học tập.

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến thay giáo, PGS.

TS Đồ Trung Tuấn, người đã trực tiếp hướng dan và giúp đỡ tôi hoàn thành tốt luận

văn nay.

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn sự động viên, khích lệ của gia đình, người thân, đồng

nghiệp và tắt cả bạn bè đã giúp đố tôi vượt qua mọi khó khăn đề hoàn thành tốt khóa

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 20 tháng 11 năm 2015

Người thực hiện

Trịnh Tuấn Sơn

ii

Trang 5

DANH SÁCH CAC THUAT NGỮ CHU VIET TẮTT -. -¿5csz=5+2 V DANH SÁCH CÁC BANG, HÌNH VẼ 2- 2c ©222Ec2EeEEcEEkerkrerkrres vii

Tính cấp thiết của đề tài 2-52 s21 2E EkEEE 21 211211211211211211 11 11c cre I

Tinh kha N ÔỎ 1

CHUONG 620 2

ĐẶC TRƯNG HỆ TRỢ GIÚP QUYÉT ĐỊNH - - + s+z+x+z£eexerxzxee 2 1.1 Hệ thống thông tin - ¿2 252 E+EE+EE+EE£EEEEEEEEEEEEEEEEE1211221221 2121 xe 2

1.1.1 Khái niệm hệ thông thông tin ¿22 ¿2 £25£2££+££££++£++zxerxered 2 1.1.2 Nhiệm vụ của hệ thống thông fIT - - 5s ket 2

1.1.3 Kiến trúc của hệ thong thông tỉn - 2-2 52 +£x£z£+£+£zzzzzs 2 1.1.4 Phân loại các hệ thống thông tin - 2-2 5£ x£E£xz£+zzzzczs 3 1.2 Hệ trợ giúp quyết định ¿- 2 2 s+E+EE££E£EEEEEEEEEE1211221221 21121 cxee 3 1.2.1 Khái niệm hệ trợ giúp quyết định 2 2 2 2+ s+zs+£s+zxerssred 3 1.2.2 Kiến trúc của hệ trợ giúp quyết định 2-2 2 s+cs+zs+zxzzssred 5

1.2.3 Ứng dụng của hệ trợ giúp quyết 6:0 6

1.3 Đặc tính của hệ trợ giúp quyết định - + 2+s2+++£++£zzz++£x+rxerxee 7 1.3.1 Những yếu tố ảnh hưởng đến quyết định - 2-2 s2 s22 7 1.3.2 Những mô hình ra quyết định - 2-2 +¿+++x++xe+zxezrxerxezred 8 1.3.3 Quản lý và thực thi hệ trợ giúp quyết định -: 11

ili

Trang 6

2.1 Các mạng và đường truyÈn - ¿+ 2+ ++EE+EE£EESEEEEEEEEerkerkerrerreee 13 2.1.1.Téng quát về mạng viễn thông điện tử ngày nay - 13 2.1.2 Kiến trúc chung của hệ thống mạng - +52 5¿+52+5z25+2 13 2.1.3 Vai trò của các tuyến truyền dẫn - 2-52 s+cx+zEezxczxerxezree 14

2.2 Các mạng di đỘng 5 11+ TH nh ng nghệ 14

2.2.1 Lịch sử ra đời và phát triỂn - 2 2 + x+EEeEEeEEerkerkerrerrerree 14 2.2.2 Mạng di động tế bào 86 eeceecsesssesseessesssessesssessesssessecssecsesssesssessecsseeses 15 2.3 Nhu cầu quy hoạch mạng viễn thông 2- 2: ©++©+22zx++zx++z+2 15 2.3.1 Các yếu ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ . - 2+ 15

2.3.2 Quy cuc 18

2.4 Vai trò hệ trợ giúp quyết định trong quy hoạch mạng di động 20 2.5 Kết luận chương -¿ ¿- + SsSseEEEESEE2E2112112112112111111 1111111 21

951019) Ả 22

THU NGHIEM TREN MẠNG DI ĐỘNG c¿-c2+cccrerrkrrrrrrriee 22

3.1 VE mặt toán NOC eseeeecssesesessseeecessseeecsssseeeessneeessnsecesssueescssneeessseesessneess 22 3.1.1 Đặt vấn đề -cscctct TT HH HH1 1 g1 111 1x c1 tk re, 22 3.1.2 Một số thuật toán ứng dụng trong hệ trợ giúp quyết định 22

3.2 Van đề quy hoạch cho mạng di động 2-22 s£+sz+zxzzz+cxez 23

EZ 84 n0 04 {08 243.2.2 Thuật toán MENTOR - G299 9 2 9g ng ngư 25

3.3 Thiết kế chương trÌnh -¿- 2 + s£+E£+E£2E£2EE£EE£EEEEEEEEEEEEEEerkrrkrrerree 27 3.4 Kết luận chương ¿2 2s x+EE+EE£EE£EEEE2E12112212712117171 7121 1 cxe 28

TÀI LIEU THAM KHẢO 225+22++ttEEEkrEEErrrrrririrriiee 29

IV

Trang 7

DANH SÁCH CÁC THUAT NGU CHỮ VIET TAT

Active Decision Support SystemsAdvanced Mobile Phone Service

Base Station Controler

Base Transceiver StationCarrier to Adjacent Ratio

Carrier to Interference Ratio

Code Devision Multiple AccessData Base Management SystemDecision Support Systems

Expert Support System

Frequency Division Multiple

Đa truy nhập phân chia theo mã

Hệ quản trị cơ sở dữ liệu

Trang 8

Mobile Switching CenterNordic Mobile Telephone

Subscriber Indentity ModuleTotal Access CommunicationsSystem

Time Division Multiple Access

Transaction Processing SystemTranscoder Adapter Rate Unit

Module nhận dạng thuê bao

Hệ thống thông tin truy cập

Trang 10

MO DAU

Tinh cấp thiết của đề tài

Tính khả thí

Trang 11

CHƯƠNG 1.

ĐẶC TRƯNG HỆ TRỢ GIÚP QUYÉT ĐỊNH

Chương này tập trung đi vào những khái niệm tổng quan và những điểm nồi bật

nhất của hệ trợ giúp quyết định và những ứng dụng của nó trong thực tế và để có thé hiểu rõ được những điểm nổi bật của nó so với các hệ thống thông tin khác trước tiên

chúng ta cần phải hiểu những kiến thức chung về các hệ thông thông tin và sau đó cùng

tìm hiểu những những kiến thức sâu hơn về hệ trợ giúp quyết định.

1.1 Hệ thống thông tin

1.1.1 Khái niệm hệ thống thông tin

Hệ thống thông tin là một tập hợp gồm con người, các thiết bị phần cứng, phần

mềm, đữ liệu thực hiện các hoạt động thu thập, lưu trữ, xử lý và phân phối thông tin

trong một tập hợp giằng buộc là môi trường.

1.L2 Nhiệm vụ của hệ thống thông tin

Từ khái niệm của hệ thống thông tin chúng ta có thể nhận ra ngay được hai nhiệm vụ chính của một hệ thống thông tin đó là

¢ Trao đồi thông tin với môi trường bên ngoài.

e Thực hiện việc liên lạc giữa các bộ phan và cung cấp thông tin cho các hệ tác nghiệp và hệ quyết định

1.1.3 Kiến trúc của hệ thống thông tin

Đề một hệ thống thông tin có thé hoạt động tốt thực hiện được những vai trò và nhiệm vụ của nó thì một he thống thông tin cần có những thành phần cấu thành như

Trang 12

cho thiết bị xử lý và lưu trữ.

e Thiết bị xử lý và lưu trữ sẽ thực hiện việc tinh lọc thông tin để thành “thông

tin tỉnh”

e Thiết bi phân phát: sẽ thực hiện việc đưa trở lại thông tin ra môi trường dé đến đích

e Kho dữ liệu: sẽ thực hiện việc lưu trữ “thông tin tinh” đã qua xử ly cho lần

xử lý tiếp theo hay những mục đích khác

1.1.4 Phân loại các hệ thống thông tin

Có nhiều cách phân loại hệ thống thông tin như phân loại theo chức năng, phân loại theo đặc tính kỹ thuật, phân loại theo chức năng sẽ có một số loại như sau:

1.2.1 Khái niệm hệ trợ giúp quyết định

Đã có rất nhiều định nghĩa về hệ trợ giúp quyết định được đưa ra.

¢ Gorry và Scott- Morton (1971) định nghĩa Hệ trợ giúp quyết định là các hệ dựa trên máy tính, có tính tương tác, giúp các nhà ra quyết định dùng dữ liệu và mô hình dé giải quyết các bài toán phi cau trúc.

e Little (1970) đưa ra Hệ trợ giúp quyết định là tập các thủ tục dựa trên mô hình nhằm xử ly dit liệu và phán đoán của con người dé giúp nhà quản lý ra quyết định.

e Alter (1980) đã đưa ra khái niệm về Hệ trợ giúp quyết định bang cách so sánh với các Hệ thống xử lý dữ liệu.

Trang 13

Bảng 1.1 Phân loại DSS

Khia cạnh Hệ trợ giúp quyết định Hệ thống xử lý dữ liệu

Cách dùng Chủ động IBỊ độngINgười dùng Quản lý Thu kýIMục tiêu IHiệu dung IHiệu qua[Thời gian tính Hiện tại vả tương lai Quá khứ

Hướng đích Linh hoạt Nhất quán

Moore va Chang (1980) chỉ ra rằng khái niệm cấu trúc (structured) không đủ ý nghĩa trong trường hợp tổng quát, một bài toán có thé được mô tả như là có cau trúc hoặckhông có cấu trúc chỉ liên quan đến người ra quyết định.Do đó, hệ HTQD là:

e_ Hệ thống có khả năng mở rộng

¢ Có khả năng trợ giúp phân tích dữ liệu và mô hình hóa quyết định.

¢ Hướng tới lập kế hoạch cho tương lai.

¢ Được sử dụng cho những hoàn cảnh và thời gian bất thường.

Bonzek, Holsapple, Whinston (1980) đưa ra khái niệm tong quan hơn về Hệ hỗ

Keen (1980) cho rang Hệ hỗ trợ quyết định là sản phẩm của quá trình phát triển trongđó người sử dụng Hệ hỗ trợ quyết định, người tạo ra Hệ hỗ trợ quyết định và chính bản thân Hệ hỗ trợ quyết định có khả năng ảnh hưởng tác động đến sự phát triển

Trang 14

của hệthống và các thành phan.

Các ý niệm cơ sở của các định nghĩa về Hệ trợ giúp quyết định:

Bảng 1.2 Các định nghĩa vê DSS

Gorry & Scott-Morton (1971) Kiêu bài toán, chức năng hệ thong

Little (1970) Chức năng hệ thống, đặc tính giao Alter (1980) Muc tiéu hé thong, khuôn mẫu sti

Moore and Chang (1980) Năng lực hệ thông, khuôn mẫu sti

Bonczek et al (1980) Thanh phan hé thong

Keen (1980) Qua trinh phat trién

Tu các ý niệm co sở của các định nghĩa nêu trên ta có thể có được một định nghĩa bao trùm hơn về hệ trợ giúp quyết định Hệ hỗ trợ quyết định là hệ thống thông tin hỗ trợ bằng máy tính có thể thichnghi linh hoạt và tương tác với nhau đặc biệt được phát triển dé hỗ trợ một van đề quảnlý không có cau trúc nhằm cải tiến việc ra quyết định Nó tập hợp dữ liệu cung cấp chongười sử dụng một giao diện thân thiện và cho phép tự ra quyết định một cách sángsuốt Nó hỗ trợ tất cả các giai đoạn của việc ra quyết định và bao gồm cả một cơ sở trithức.

1.2.2 Kiến trúc của hệ trợ giúp quyết định

Phân hệ quản lý dữ liệu

gồm một cơ sở dữ liệu (database) chứa các dữ liệu cần thiết của tình huống và

được quản lý boi một hệ quan tri cơ sở dữ liệu (DBMS -— data base management

system) Phân hệ này có thé được kết nối với nhà kho dé liệu của tổ chức (data warehouse) — là kho chứa dit liệu của tô chức có liên đới đến van dé ra quyết định.

Phân hệ quản lý mô hình

còn được gọi là hệ quản trị cơ sở mô hình (MBMS — model base management

system) gom cac thanh phan sau:

Trang 15

e Cơ sở mô hình

e Hé quan tri cơ sở mô hình

e Ngôn ngữ dùng trong mô hìnhe Danh mục mô hình

¢ Thực hiện, tích hợp và điều khiển mô hình

Phân hệ quản lý dựa vào kiến thức

Cung cấp khả năng cần dé giải quyết một vài khía cạnh của bài toán và tăng

cường năng lực vận hành của các thành phần khác của HHTQD, nó có thé hỗ trợ các phân hệ khác hay hoạt động độc lập nhăm đưa ra tính thông minh của quyết định đưa ra Nó cũng có thé được kết nối với các kho kiến thức khác của tô chức.

Phân hệ giao diện người dùng

giúp người sử dụng giao tiếp với và ra lệnh cho hệ thống Có thé kết nối với intranet/extranet của tổ chức hay kết nối trực tiếp với Internet Nó gồm có những thành phần sau:

¢ Hệ thống quản lý giao diện người sử dụng.

e Bo xử lý ngôn ngữ tự nhiên.

1.2.3 Ung dụng của hệ trợ giúp quyết định

Năng lực của he trợ giúp quyết định thường phát huy rất lớn và được ứng dụng

trong nhưng lĩnh vực sau:

e Quyết định có tính chiến lược: đầu tư dài hạn, chiến lược tiếp thị, tổ chức lại

co quan,

e Quyết định có tính chiến thuật: chọn một phương sách thích hợp dé đạt một mục tiêu nào đó: chuẩn bị ngân sách, quản lý tài chính,

e© Các quyết định tác nghiệp hàng ngày: lập thời gian biểu làm việc, chọn một phương án tốt trong số các phương án: phân bé công việc, phân phối nguyên

vật liệu,

Trang 16

1.3 Đặc tính của hệ trợ giúp quyết định

1.3.1 Những yếu tổ ảnh hưởng đến quyết định

Những yêu tô nội tại của tô chức bao gôm:

Cấu trúc của tô chức: quy mô hiện tại, cách quản lý, cách điều hành (tập trung, phân cấp, ma trận).

Chính sách: những mệnh lênh, những quan hệ của tô chức, vay,trả, những

định hướng phát triển

Hình ảnh (uy tín): bao gồm uy tín xã hội (công cộng), uy tín kinh doanh (thỏa

mãn khách hàng, đảm bảo tài chính), uy tín trong nội bộ (không mâu thuẫn).

Con người: điều kiện xã hội, ý thức chấp hành, hành vi văn hóa, thái độ, nhân

Những yếu tổ ngoại cảnh bao gồm:

Pháp luật, các quy định cần tuân thủ (thời gian sản xuất, môi trường sản xuat, luật chất thải, giới hạn giá cả, xuất khẩu, )

Kinh tế: sự đầu tư tài chính, giá cả, thuế.

Môi trường: thời tiết, yếu tố địa lý, thiên tai.

Thị trường: sự cạnh tranh, phát triển công nghệ mới.

Đòi hỏi của khách hàng, nhu cầu của khách hàng.

Những yếu tổ thông tin bao gồm:

Khả năng thông tin: độ bảo mật, khả năng truyền thông, phương tiện lưu trữ, nguồn, kênh thông tin (bên trong, bên ngoài).

Độ tin cậy: sự chính xác, cập nhật, chuẩn mực Giải pháp: thông tin tỉ mi, tong hợp, đa dang.

Giá cả: cho thu thập, chuẩn bị, kiểm tra, bảo hành thông tin, cả về thời gian tính và đòi hỏi phần cứng

Các mục tiêu quản lý bao gồm:

Trang 17

e Sự vận hành: kinh tế, hiệu quả, chất lượng, an toàn.

¢ Ving ảnh hưởng: điều kiện tác nghiệp, truyềnđạt trong tổ chức.

¢ Sự giải quyết: định lượng (giá tối thiêu, giảm thời gian), định tính (khách

hàng thỏa mãn)

e Mức độ rõ ràng: rõ: mục tiêu nhỏ nhất, , mờ: chat lượng, , an: thu lợi không nhìn thấy

1.3.2 Những mô hình ra quyết định

Khái niệm mô hình

Mô hình là một biểu diễn đơn giản hóa hoặc tóm lược hiện thực.

và thường được phân lớp theo mức độ tóm lược của chúng thành 3 nhóm:

1 Các mô hình tỷ lệ (còn gọi là mô hình biểu tượng, mô hình thu nhỏ)

2 Các mô hình tương tự: không hoàn toàn giống thé giới thực, nhưng có dáng điệu giống như hệ thống thực

3 Các mô hình toán học (hoặc mô hình định lượng):

Lợi ích của việc mô hình hóa

¢ Giá thành của việc phân tích mô hình hóa thấp hơn giá thành của những thí nghiệm tương tự trên hệ thống thực.

được mô phỏng trong vài phút tính toán.

e Thao tác trên mô hình (ví dụ sửa tham s6) dễ hơn so với thé giới thực.

e Giá của các sai sót trong các thử nghiệm trên mô hình nhỏ hơn.

¢ Sử dụng mô hình toán học cho phép phân tích một số lượng lớn các giải pháp có thể, cùng với các khả năng truyền thông Từ đó lựa chọn phương án tốt nhất trong nhiều phương án.

Trang 18

e M6 hình tăng khả năng học va khả năng thực tập.

Chính vì vậy việc mô hình hóa quyết định được ứng dụng rất nhiều Bài toán ra quyết định

Mô hình chung

O=f (cVị, CV 95 soy CV gs VỊ, V2, «+ UVm)

Trong do:

øe O:1aham mục tiêu, đó chính là kết quả đạt được khi sử dụng các biến trên.

¢ UVI,UV2, , UV, các bién môi trường

Trang 19

¢ Phan bố chuẩn

c Ra quyết định với độ chắc chắn Tối wu tuyến tính

Khi số lượng các phương án chọn lớn (có thể vô hạn) thì không thể giải bằng bảng quyết định Sử dụng lớp các công cụ giúp các nhà quản lý đạt được đích đề ra từ một nguồn tài nguyên cho trước (bài toán phân phối).

d Ra quyết định với sự mạo hiểm

Mô phỏng

Mô phỏng bao gồm các kỹ thuật nhằm bắt chước các hành vi của một thực thể nào đó Mô phỏng gắn với hành vi (bên ngoài) chứ không gắn với cấu trúc, mối liên hệ

(bên trong).

Những đặc trưng chính của mô phỏng:

Mô phỏng không phải là loại mô hình biéu diễn thực sự mà chỉ là bắt chước, là

công cụ mô tả.

Mô phỏng là một kỹ thuật dùng cho việc điều khiển các thí nghiệm, kiểm thử dữ liệu cụ thể của quyết định hoặc các biến không điều khiển được và quan sát sự tác động

lên các biến ra.

Mô phỏng được dùng khi gặp các vấn đề quá phức tạp, không xử lý được bằng

các kỹ thuật tối ưu.

Ưu điểm của mô phỏng:

e đơn giản.

e không phụ thuộc vào yếu tố thời gian, có những van đề liên quan đến 1 quãng

thời gian dài, nhưng máy tính xử lý trong vài phút.

¢ cho phép quan sát 1 lớp các tình huống ¢ cho phép thử nghiệm theo kiểu thử-sai.

¢ giúp cho nhà quản lý hiểu rõ hệ thống, vi được xây dựng theo cách nhìn của nhà quản lý và cấu trúc quyết định của họ.

10