NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRỄ GÓI IP TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI THẾ HỆ MỚI

Trong xu thế phát triển và hội tụ công nghệ, mạng truyền thông thế hệ mới (NGN) được hình thành nhằm đáp ứng nhu cầu truyền thông các loại hình dịch vụ đa phương tiện, đặc biệt là các loại hình dịch vụ trên Internet. Trễ gói IP trong mạng truyền tải NGN là yếu tố có ý nghĩa và tính chất quyết định chất lượng dịch vụ đặc biệt là các dịch vụ tương tác thời gian thực. Phương pháp xác định trễ gói IP trong mạng truyền tải NGN đã và đang được nghiên cứu nhưng cho đến nay vẫn còn nhiều điểm tồn tại và vấn đề mở đang được tranh luận. Đây là một trong những hướng nghiên cứu có tính thời sự và cần thiết trong giai đoạn phát triển và hoàn thiện NGN trên toàn cầu.

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG _____ __ Đào Ngọc Lâm NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRỄ GÓI IP TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI THẾ HỆ MỚI  02.08   Hà Nội – 2014 Công trình    1)  2) PGS. TS.          -  -            chính   DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT KÝ HIỆU TÊN ĐẦY ĐỦ GIẢI THÍCH CDF Cumulated Distribution Function   IPTD IP Packet Transport Delay  IPDV IP Packet Delay Variation  MLE Maximum Likelihood Estimation       NGN Next Generation Network  PDF Probability Density Function  - 1 - MỞ ĐẦU i) Bối cảnh, lý do lựa chọn và sự cần thiết của đề tài luận án Trong   (NGN)   thông  .   các .     . ii) Đối tượng và phạm vi nghiên cứu  cùng    xét trong  lõi NGN.  Các   gói IP   và i gian. iii) Mục đích, ý nghĩa khoa học và thực tiễn là  t  l  phân tích ,                          NGN     - 2 -   . iv) Bố cục luận án C 1   2  P   3           qua   4  P  CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 PHÁT BIỂU BÀI TOÁN là  các mô IPTD, IPTD, IPDV và các   ,   c  .  c   ,  IPTD  1.2 MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU các và mô hình toán cùng   và  IP trong  lõi NGN. Các  chính : - 3 -               IPTD      IPTD lõi NGN  , so sánh và     .     hàm IPTD qua liên      và mô-men toàn trình vào các  IPTD .    IPDV toàn -IPTD    CDF  IPTD toàn trình qua ; IPDV qua nút  . 1.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU   HLAB . CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỐ ĐO TRỄ GÓI IP QUA MẠNG TRUYỀN TẢI NGN 2.1 NGN VÀ MẠNG TRUYỀN TẢI NGN    - 4 - sinh khác    IPTD     IPTD tro 2.2 MÔ HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỐ ĐO TRỄ GÓI IP IPTD  :                (2.1) N T s  T r  D prop       D q         D tr =L/s   L D proc = D h +D p  D h , D p   P    ng  IPTD. - 5 - CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHÂN BỐ TRỄ GÓI IP QUA MẠNG TRUYỀN TẢI NGN 3.1 XÁC ĐỊNH PHÂN BỐ IPTD QUA MẠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG THAM SỐ  các     , so sánh và          mô hình   lý  3.1.1.1 Phương pháp ước lượng tham số phân bố i) Phương pháp cân bằng mô-men --men - ii) Phương pháp MLE d CDF là F(d,θ) và PDF là f(d,θ) θ={θ 1 ,  2, …, θ P d={d 1 , d 2 …,d N }  L(θ | d)    θ   d  Θ  L(θ | d)    :                       (3.15)   : - 6 -                                               (3.16) (3.17) Có th nhn thu kin ci ca L(θ | d)  u kin ci ca         (3.18) 3.1.1.2 Phương pháp lựa chọn và đánh giá sai số mô hình  hình     i) Phân tích các đặc trưng phân bố thực nghiệm IPTD  : -  - -     ii) Loại bỏ mô hình phân bố không phù hợp này   so  lo theo các tiêu chí: -             không  - Hkhông  cho phép - 7 - - Không p  iii) Chọn mô hình phân bố tối ưu  t  N nhiên X có CDF     F X (x) thì Y= F X (X)           [0, 1]       D={d 1 ,d 2 ,…d M  F D (d,  )        Y={F D (d 1 ,  ), F D (d 2 ,  ),… F D (d M ,  )} :  d 1 < d 2 < … < d M  d i } i  [1,M]  {Y i =F X (d i ,  )} i  [1,M]   F D (d,  ) là CDF  D. Y i tuân theo CDF :                (3.34)  F Y (y) cho Y={Y i }:                             (3.35)                                   (3.36), (3.37)   có E . 3.1.2 Thiết lập và lựa chọn mô hình toán ước lượng tham số 3.1.2.1 Ước lượng tham số phân bố gamma chuyển dịch có PDF và CDF : [...]... thực nghiệm để xác định hàm phân bố IPTD thực nghiệm: (3.159) trong đó N là số phân đoạn mạng, Ri là biến ngẫu nhiên R ứng với phân đoạn mạng thứ i, là PDF của biến ngẫu nhiên Ri CDF thực nghiệm có thể rút ra được từ (3.159) như sau: (3.160) - 18 - CHƯƠNG 4 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH BIẾN ĐỘNG TRỄ GÓI IP QUA MẠNG TRUYỀN TẢI NGN 4.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ PHƯƠNG PHÁP LUẬN XÁC ĐỊNH BIẾN ĐỘNG TRỄ GÓI IP 4.1.1 Mô hình... Mô hình toán tổng quát xác định biến động trễ gói IP Trong thực tế, IPDV có thể được xác định dựa trên số liệu thống kê với các giới hạn của phân bố IPTD theo phương pháp xác định phân vị của phân bố: IPDV được xác định theo khoảng cách giữa phân vị trên ( ) và dưới ( – 4.1.2 ) của phân bố trễ: , 0≤ pi ≤1 , i={1,2} (4.3) Phương pháp ước lượng phân vị hàm phân bố IPTD Phương pháp ánh xạ hàm phân bố... bố đều trên các mạng thành phần; từ đó rút ra được mô hình toán biểu diễn quan hệ và quy luật phụ thuộc của các tham số và mô-men phân bố trễ gói IP toàn trình theo các tham số phân bố trễ gói IP thành phần đối với lưu lượng Internet truyền tải qua mạng lõi NGN  Đề xuất thuật toán xác định biến động trễ gói IP toàn trình từ các mẫu đo trễ gói IP trên các thành phần mạng theo phương pháp tích chập và... bố IPTD toàn trình Bước 4: Ước lượng IPDV toàn trình: (4.19) 4.2.1.2 Ước lượng IPDV theo phương pháp tích chập hàm phân bố thực nghiệm  Bước 1: Xác định hàm CDF thực nghiệm của IPTD trên mỗi phân đoạn mạng theo phương pháp trình bày ở 3.2.1.1/ii  Bước 2: Xác định hàm phân bố xác suất thực nghiệm của IPTD toàn trình theo phương pháp trình bày ở mục 3.3.6  Bước 3: Xác định IPDV toàn trình - 20 - trong. .. so với phương pháp ước lượng biến động trễ gói IP của ITU-T Y.1541; từ đó đề xuất được dải phân vị phù hợp để ước lượng biến động trễ gói IP đối với lưu lượng đa dịch vụ truyền tải qua mạng lõi NGN trên cơ sở quan hệ phụ thuộc của sai số ước lượng biến động trễ gói IP toàn trình vào độ lệch phân bố và mức phân vị; thiết lập được mô hình toán ước lượng biến động trễ gói IP qua nút mạng truyền tải lõi... không ưu tiên tiên thấp hơn vừa mới bắt đầu được xử lý ứng với giới hạn trên của phân bố trễ (trễ lớn nhất) Phân bố trễ gói IP ưu tiên qua nút mạng truyền tải lõi NGN xác định được như sau: (4.32) Độ lệch phân bố IPTD qua cả nút mạng được xác định như sau: - 23 - (4.41) Từ (4.11), (4.33), (4.40) và (4.41), có thể xác định ước lượng phân vị của phân bố IPTD qua cả nút mạng như sau: (4.42) Trên cơ sở... là hệ số lệch phân bố của T Từ đó, có thể rút ra công thức tính gần đúng: (4.9) (4.10) trong đó là hàm lỗi ngược Cuối cùng, có thể ước lượng phân vị đối với biến T như sau: (4.16) - 19 - 4.2 XÁC ĐỊNH PHÂN VỊ VÀ BIẾN ĐỘNG TRỄ GÓI IP QUA LIÊN MẠNG TRUYỀN TẢI NGN 4.2.1 Xây dựng thủ tục ước lượng biến động trễ gói IP qua liên mạng 4.2.1.1 Ước lượng IPDV theo phương pháp ánh xạ hàm phân bố  Bước 1: Xác định. .. 3.2 XÁC ĐỊNH PHÂN BỐ TRỄ GÓI IP QUA LIÊN MẠNG TRUYỀN TẢI NGN NHỜ TỔNG HỢP HÀM PHÂN BỐ Bài toán đặt ra là xác định mô hình toán biểu diễn phân bố và mối quan hệ phụ thuộc tham số của IPTD toàn trình trên cơ sở tổng hợp các hàm phân bố của IPTD trong các mạng thành phần có được từ kết quả ước lượng tham số đã được trình bày - 13 - 3.2.1 Cơ sở lý thuyết và phương pháp luận PDF của biến tổng được xác định. .. tham số tương ứng để xác định phân bố trễ gói IP đối với thành phần lưu lượng Internet truyền tải qua mạng lõi NGN Kết quả thực nghiệm chứng minh độ chính xác của phân bố ước lượng so với thực nghiệm ở mức - 24 - trung bình 5% đối với mô hình gamma chuyển dịch và 10% đối với mô hình Pareto tổng quát  Xây dựng mới mô hình toán xác định phân bố trễ gói IP toàn trình từ các trễ gói IP có phân bố gamma... việc nghiên cứu các phương pháp xác định phân bố và biến động trễ gói IP ở các chương 3 và 4 Phạm vi đo thực nghiệm bao hàm tập hợp các phần tử định tuyến, chuyển mạch tại lõi và biên cùng với các kết nối băng rộng trong mạng truyền tải lõi NGN có dung lượng kênh 10–50 Gb/s, năng lực xử lý của nút mạng là 1600 Gbit/s (half-duplex), mức tải lưu lượng và xử lý chiếm dụng trung bình 40 – 70% tài nguyên mạng . HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG _____ __ Đào Ngọc Lâm NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH TRỄ GÓI IP TRONG MẠNG TRUYỀN TẢI THẾ HỆ MỚI .  IPTD. - 5 - CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH PHÂN BỐ TRỄ GÓI IP QUA MẠNG TRUYỀN TẢI NGN 3.1 XÁC ĐỊNH PHÂN BỐ IPTD QUA MẠNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP ƯỚC LƯỢNG THAM SỐ  các. . CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỐ ĐO TRỄ GÓI IP QUA MẠNG TRUYỀN TẢI NGN 2.1 NGN VÀ MẠNG TRUYỀN TẢI NGN   