các ph-ơng pháp giám sát kênh truyền vô tuyến và ứng dụng trong quản lý chất l-ợng dịch vụ cho mạng di động các thế hệ tiếp theo

1 Bộ giáo dục đào tạo Bộ quốc phòng Học viện kỹ thuật Quân Vũ văn hiển Nghiên cứu phơng pháp giám sát kênh truyền vô tuyến ứng dụng quản lý chất lợng dịch vụ cho mạng di động hệ Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hà Nội - năm 2005 Bộ giáo dục đào tạo Bộ quốc phòng Học viện kỹ thuật Quân Vũ văn hiển Nghiên cứu phơng pháp giám sát kênh truyền vô tuyến ứng dụng quản lý chất lợng dịch vụ cho mạng di động hệ Chuyên ngành: Kỹ thuật Vô tuyến Điện tử Thông tin liên lạc Mã số: 2.02.03 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Ngời hớng dẫn khoa học: PGS.TS Võ Kim Hà Nội - năm 2005 Bộ giáo dục đào tạo Bộ quốc phòng Học viện kỹ thuật Quân Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Tên đề tài: Nghiên cứu phơng pháp giám sát kênh truyền vô tuyến ứng dụng quản lý chất lợng dịch vụ cho mạng di động hệ Chuyên ngành: Kỹ thuật Vô tuyến Điện tử Thông tin liên lạc Mã số: 2.02.03 Ngày giao đề tài luận văn: 21.10.2004 Ngày hoàn thành luận văn: 16.05.2005 Ngời thực hiện: Vũ Văn Hiển Cấp bậc: Đại úy Lớp: Cao học Kỹ thuật VTĐT & TTLL Khoá: 15 Hệ đào tạo Sau Đại học ( tập trung) Cán hớng dẫn: Họ tên: Võ Kim Cấp bậc: Đại tá Học hàm, học vị: PGS, TS Đơn vị công tác: Khoa VTĐT, HVKTQS Hà Nội - năm 2005 Mục lục Trang phụ bìa Danh mục chữ viết tắt Mục lục Danh mục hình vẽ, đồ thị Danh mục bảng biểu Lời mở đầu .1 Chơng I: Tổng quan dịch vụ chất lợng dịch vụ hệ thống thông tin 1.1 Giới thiệu 1.2 Mục tiêu luận văn 1.3 Nội dung luận văn Chơng II: Khái quát phát triển thông tin di động hệ thống di động GSM 2.1 Sự phát triển hệ thống thông tin vô tuyến di động 2.1.1 Lịch sử phát triển thông tin di động 2.1.1.1 Hệ thống thông tin di động tế bào 10 2.1.1.2 Sự khác biệt với hệ thống thông tin khác .10 2.1.1.3 Các vấn đề kỹ thuật hệ thống thông tin di động tế bào11 2.1.2 Xu hớng phát triển điện thoại di động 13 2.1.2.1 Những hệ thống truy cập vô tuyến tơng lai cho dịch vụ kết hợp với quản lý nguồn tài nguyên mt cách mềm dẻo 16 2.1.2.2 Bớc tiến tới công nghệ di động 4G 18 2.2 Khái quát hệ thống GSM 19 2.2.1 Khái niệm công nghệ GSM 19 2.2.2 Cấu trúc thành phần mạng GSM 20 2.2.2.1 Cấu trúc tổng thể 20 2.2.2.2 Các thành phần mạng 21 2.2.3 Dịch vụ GPRS 22 2.2.3.1 Các dịch vụ liệu mạng GSM 22 2.2.3.2 Thị trờng viễn cảnh 22 2.2.3.3 Cấu trúc hệ thống GPRS 26 Chơng III: Cơ sở tảng dịch vụ chất lợng dịch vụ 27 3.1 ứng dụng dịch vụ 27 3.2 Chất lợng dịch vụ QoS 30 3.2.1 Các định nghĩa chất lợng dịch vụ .30 3.2.2 Phân lớp QoS 32 3.2.3 Các nguyên tắc bảo đảm QoS 33 3.3 Các kiến trúc hỗ trợ QoS 35 3.3.1 Các kiến trúc QoS cho truyền thông đa phơng tiện 35 3.3.2 Các kiến trúc QoS cho Internet 37 3.3.3 Các mô hình QoS cho mạng vô tuyến di động 40 3.4 Tác động môi trờng vô tuyến di động đến chất lợng dịch vụ .43 3.4.1 Lỗi bít vô tuyến ( Bit Error Rate BER ) .43 3.4.2 Sự dao động củta kênh truyền vô tuyến .43 3.4.3 Sự di động 44 3.4.4 Kết nối với mạng cố định 45 3.4.5 Băng thông kênh truyền thấp .46 3.4.6 Một số vấn đề khác 46 3.5 Kết luận chơng III .47 Chơng IV: Nghiên cứu phơng pháp giám sát kênh truyền vô tuyến 49 4.1 Giới thiệu chung 49 4.2 Tổng quan số kỹ thuật giám sát 49 4.2.1 Giám sát RTT .49 4.2.2 Giám sát RTO 50 4.2.3 Giám sát tổn thất .51 4.2.4 Giám sát băng thông 51 4.2.4.1 Giới thiệu chung 51 4.2.4.2 Mô hình gói ( One Packet Model) .52 4.2.4.3 Mô hình cặp gói ( Packet Pair Model ) 58 4.2.4.4 Mô hình chuỗi gói ( Packet Train Model) 60 4.2.5 Giám sát kênh truyền vô tuyến 62 4.2.5.1 Giới thiệu chung 62 4.2.5.2 giải pháp giám sát kênh truyền vô tuyến dựa tỷ lệ tổn thất gói tin 64 4.2.5.3 Giải pháp giám sát kênh truyền vô tuyến dựa trao đổi RTS/CTS 66 4.3 Mô hình tổng quát giám sát băng thông kênh truyền vô tuyến 70 4.3.1 Giám sát tốc độ luồng 71 4.3.2 Giám sát băng thông vô tuyến 76 4.3.3 Giám sát trạng thái kênh vô tuyến .78 4.3.4 Đánh giá kết mô hình giám sát kênh 78 4.4 Kết luận chơng IV .81 Chơng V: Mô hình lập lịch hỗ trợ QoS sở giám sát kênh truyền vô tuyến 83 5.1 Giới thiệu chung 83 5.2 Một số vấn đề lập lịch bình đẳng 84 5.3 Phân tích lập lịch vô tuyến 86 5.4 Bộ lập lịch gói vô tuyến ( Packetized Wireless Scheduler PWS ) .91 5.5 Mô tả lập lịch gói vô tuyến 93 5.5.1 Giám sát băng thông trạng thái kênh truyền vô tuyến 93 5.5.2 Chức điều khiển 94 5.6 Kết đánh giá mô hình lập lịch có giám sát kênh truyền vô tuyến 95 5.7 Kết luận chơng V 98 Chơng VI: Mô hình quản lý chất lợng dịch vụ sở giám sát kênh truyền vô tuyến 99 6.1 Giới thiệu chung 99 6.2 Tổng quan mô hình 99 6.3 Mô tả mô hình quản lý QoS .100 6.3.1 Kết hợp giám sát kênh truyền vô tuyến với lập lịch 100 6.3.2 Kết hợp giám sát kênh truyền vô tuyến với quản lý đệm 102 6.4 Kết luận chơng VI .104 Kết luận hớng phát triển tiếp luận văn .105 Tài liệu tham khảo .106 danh mục Chữ viết tắt Chữ viết tắt Tiếng Anh Tiếng việt 1G 1nd Generation of mobile wireless Hệ thống thông tin di động hệ network 2G 2nd Generation of mobile wireless Hệ thống thông tin di động hệ network 3G 3nd Generation of mobile wireless Hệ thống thông tin di động hệ network 4G 4nd Generation of mobile wireless Hệ thống thông tin di động hệ network ACK Acknowledgement ATM Asynchronous Transfer Mode AOA Angle of Arrival BER Bit Error Rate CSMA Carrier Sense Multiple Access CCI Co-Channel Interference CBQ Class-Based Queueing CDMA Code Division Multi-Access CDPD Cellular Digital Packet Data CIF-Q Channel Independent Fair CIR Carrier to Interference Ratio DSP Digital Signal Processor DSSS Direct Sequence Spectrum Spread FSK Frequency Shift Keying Xác nhận Chế độ truyền dẫn dị Góc tới Tỉ lệ lỗi bít Phơng thức truy nhập đa sóng Giao thoa đồng kênh Truy vấn tự động Dịch vụ tốc độ bít cố định Đa truy cập phân chia theo mã Số liệu gói tế bào Tỉ số sóng mang can nhiễu Bộ xử lý tín hiệu số Trải phổ chuỗi trực tiếp Kỹ thuật điều chế khóa dịch tần FDMA Frequency Division Multi-Access Đa truy nhập phân chia tần số FER Frame Error rate Tỉ số lỗi khung GSM Global System for Mobile Hệ thống thông tin di động Communication toàn cầu IMT2000 International Mobile Tiêu chuẩn viễn thông di động Telecommunications 2000 quốc tế 2000 IP Internet Protocol Thủ tục Internet IPv4 Internet Protocol Version Thủ tục Internet phiên thứ IPv6 Internet Protocol Version Thủ tục Internet phiên thứ ITU-T Telecommunication Bộ phận tiêu chuẩn hóa viễn Standardization Sector of ITU thông ITU LAN Local Area Network Mạng nội MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập trung gian MUD Multi-User Detection Phát nhiều ngời sử dụng PSD Power Spectral Density Mật độ phổ công suất QoS Quality of Service Chất lợng dịch vụ RTCP Real-time Control Protocol Thủ tục điều khiển thời gian thực RTO Retransmission Time-Out Thời gian truyền dẫn RTP Real-Time Transport Protocol Thủ tục truyền dẫn thời gian thực RTT Round Trip Time Kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến SIR Signal to noise Interference Ratio Tỉ số tín hiệu can nhiễu SLS Signalling Link Selection Lựa chọn kết nối báo hiệu SMS Short Message Service Dịch vụ tin ngắn SNR Signal to Noise Ratio Tỉ số tín hiệu tạp âm TCP Transport Control Protocol Thủ tục điều khiển truyền dẫn TDMA Time Division Multi-Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian UDP User Datagram Protocol Giao thức gói liệu ngời sử dụng 10 Universal Mobile Hệ thống viễn thông di động Telecommunication Systems toàn cầu UL Uplink Đờng lên WAP Wireless Application Protocol Thủ tục ứng dụng không dây WSF Wokstation System Function Chức trạm làm việc WLAN Wireless LAN Mạng không dây nội UMTS 105 Đặc tính rằng, bù dịch vụ cho luồng i nhãn dịch vụ tính toán bình thờng Trong khoảng thời gian bù dịch vụ, gói k luồng i đợc u tiên lập lịch nhãn dịch vụ nhỏ nhãn dịch vụ luồng không lỗi Giả sử luồng i j tiếp tục khả thi khoảng thời gian (t1, t2] i,j SC(t) i,j SC(t) thì: L * + max Ri R j i,j Sc(t) i,j Sc(t) (5.17) L * + + C (V (t ) V (t )) iS jS (t) max c(t) c Ri R j kN Rk ngợc lại Trong đó: số cân lập lịch gói, đợc xác định bởi: = Wi (t1 , t ) W j (t1 , t ) Ri Rj Đặc tính bất bình đẳng ngắn hạn lập lịch khoảng thời gian bù dịch vụ lỗi kênh truyền khứ 5.5 Mô tả lập lịch gói vô tuyến 5.5.1 Giám sát băng thông trạng thái kênh truyền vô tuyến Chúng ta sử dụng kỹ thuật mô tả chơng IV để giám sát băng thông trạng thái kênh truyền vô tuyến Trên sở gói đến từ trạm gốc, tốc độ truyền dẫn luồng i qua kênh truyền vô tuyến đợc giám sát, đánh giá nh sau: Ri (t ik ) = ( ) R Ai ,min R Ai ,max k k Lki * e K eTi + RD ,i (t ik ) * e KeTi , t k Qi ,m Qi ,m Ti (5.18) Trong đó: Lki độ dài gói k luồng i, Tki khoảng thời gian gói k-1 k, Ri tốc độ đợc đánh giá 106 Trên sở giám sát băng thông cấp phát băng thông sẵn có đờng truyền vô tuyến đợc đánh giá Bằng phơng pháp mô tả nh chơng IV, lập lịch phát trạng thái kênh vô tuyến Qi,m Bộ điều khiển qi(t) Ri RA,i Hệ thống hàng đợi luồng Bộ lập lịch Hình 5.4 Giám sát băng thông kênh vô tuyến lập lịch 5.5.2 Chức điều khiển Đối với dịch vụ không lỗi, lập lịch vô tuyến hoạt động nh sơ đồ WFQ thông thờng Nhãn thời gian bắt đầu kết thúc hàng đợi i đợc tính toán nh (5.13) Đối với dịch vụ lỗi, nhãn thời gian bắt đầu kết thúc hàng đợi i đợc tính toán nh (5.13) luồng i thuộc kết nối không chậm trễ (non-lagging, nghĩa đếm ghi nhận rỗng) Nếu luồng thuộc kết nối chậm trễ (lagging), đợc bù đếm nhận dơng Nhãn bắt đầu kết thúc hàng đợi i lúc đợc tính theo (5.16) Nhãn dịch vụ hàng đợi tơng ứng đợc tính toán phụ thuộc vào đếm ghi nhận hàng đợi Khi trạng thái kênh luồng xấu, luồng đợc loại khỏi tập luồng khả thi Bộ đếm ghi nhận đợc cập nhật lập lịch Khi kênh đợc phục hồi, luồng đợc đa vào tập kết nối chậm trễ (lagging) để đợc bù 107 5.6 Kết đánh giá mô hình lập lịch có giám sát kênh truyền vô tuyến Cấu hình mạng mô đợc trình bày hình vẽ 5.5 [4] Trong dung lợng kênh truyền vô tuyến 1Mbps, đợc chia sẻ ba nguồn UDP Trọng số ba luồng tơng ứng R1 = R2 = R3 = 0,2 Tất luồng khởi đầu t = 0s Luồng trải qua lỗi kênh khoảng thời gian (0,1s; 0,6s) Chọn tăng trọng số luồng 0,04 để thực bù Ba nguồn UDP gửi gói với độ dài 1000 bytes tốc độ tơng tự 400Kbps Trong điều kiện này, lập lịch bị ùn đống (backloaged) Souree Destination Souree Destination Souree Destination Hình 5.5 Mô hình đánh giá PWS Nếu WFQ đợc sử dụng, luồng bị dịch vụ khoảng thời gian (0,1s ; 0,6s) lỗi kênh chẳng nhận lại dịch vụ kênh đợc phục hồi t=0,6s (hình vẽ 5.6) Trong sơ đồ PWS, luồng đợc bù kênh đợc phục hồi Chu kỳ bù kéo dài đến t = 2,6s (miễn đếm ghi nhận dơng) Chu kỳ bù phụ thuộc vào dịch vụ bị số tăng dùng để bù Nh (hình 5.7) luồng luồng nhận dịch vụ giống phù hợp với trọng số Từ thời điểm t = 2,6s, ba luồng nhận dịch vụ giống chúng có trọng số Hình vẽ 5.8 mô tả kết hai luồng UDP luồng FTP Trọng số tơng ứng là: Luồng1:0,1, luồng 2:0,2; luồng 3: 0,3 Trọng số tăng cho luồng 0,02 Kênh truyền có dung lợng 1,5Mbps Tốc độ luồng 400kbps, luồng 800kbps Nh trình bày hình vẽ, luồng dịch 108 vụ khoảng thời gian (0,1s ; 0,3s) lỗi kênh Dịch vụ đợc phân bố cho luồng luồng Tại thời điểm t = 0,3s, kênh luồng đợc phục hồi luồng đợc bù thời điểm t = 1.15s Sau tất luồng nhận dịch vụ phù hợp với trọng số Hình 5.9 trình bày số cân nguồn UDP với trọng số khác (0,1 ; 0,2 ; 0,3) chia kênh có băng thông 1Mbps Tốc độ luồng 200Kbps, 400Kbps, 600Kbps Kênh có lỗi khoảng thời gian (0,1s ; 0,3s) Chỉ số cân phụ thuộc vào tỷ số trọng số luồng Hình 5.6.WFQ Service under WFQ Scheme Hình 5.7 PWS 109 Hình 5.8 PWS với luồng UDP luồng FTP Hình 5.9 Chỉ số bình đẳng luồng UDP với trọng số khác 110 5.7 Kết luận chơng V Trong chơng này, xem xét số vấn đề lập lịch bình đẳng môi trờng bất đồng mạng vô tuyến hữu tuyến Chúng ta nghiên cứu, phân tích, đánh giá lập lịch sở giám sát kênh truyền vô tuyến mô hình bù để bù đắp suy yếu chất lợng lỗi kênh Mô hình sử dụng phần băng thông kênh truyền cho mục đích bù việc bù đợc thực cách cung cấp dịch vụ bổ sung Trên sở đạt đợc bảo đảm bình đẳng bảo vệ luồng riêng biệt Hơn phần băng thông sử dụng vào mục đích chuyển giao gọi, đồng thời sử dụng hiệu băng thông kênh truyền vô tuyến 111 Chơng Vi Mô hình quản lý chất lợng dịch vụ sở giám sát kênh truyền vô tuyến 6.1 Giới thiệu chung Trong chơng này, nghiên cứu xem xét khả kết hợp phơng pháp giám sát kênh truyền vô tuyến mô hình kết hợp phụ vụ cho việc quản lý chất lợng dịch vụ Những thành phần mô hình gồm có: - Giám sát kênh truyền vô tuyến - Lập lịch vô tuyến - Quản lý đệm 6.2 Tổng quan mô hình Hình 6.1 trình bày dạng truyền thông điển hình qua môi trờng mạng bất đồng vô tuyến hữu tuyến Các đầu cuối di động hay máy chủ di động (Mobile Host) kết nối với trạm gốc qua đờng truyền vô tuyến Trạm gốc thiết bị kết nối băng rộng (ISDN, Cable, DSL) truy xuất dịch vụ mạng cố định (Internet) Trong môi trờng này, đầu cuối di động thực truyền thông với máy chủ cố định (Fixel Host) máy chủ dịch vụ (Server) mạng cố định Các máy di động nằm vùng mạng bị hạn chế tài nguyên khả thực thi Chúng đợc phục vụ trạm gốc topo mạng tế bào Hình 6.1 Mô hình quản lý QoS sở giám sát kênh 112 Trong hình vẽ trình bày nguyên lý mô hình quản lý QoS cho truyên thông đa phơng tiện vô tuyến Việc quản lý QoS đợc thực sở : - Giám sát kênh truyền vô tuyến - Điều khiển lập lịch (nh nêu chơng V) - Quản lý đệm chống tắc nghẽn Trong thực tế, môi trờng vô tuyến môi trờng hữu tuyến có khác biệt Mặt khác, có khác thực thi đầu cuối bao gồm: máy tính để bàn lực lớn thiết bị đầu cuối di động bị hạn chế lực với loại khác Kiến trúc Proxy giải pháp tốt cho vấn đề Đã có số Proxy đợc đề nghị, Proxy khác phân loại theo triển khai chức chúng, chúng có điểm tơng đồng sử dụng chế thích nghi Các Proxy đặt trạm gốc đờng truyền vô tuyến phần dễ xảy lỗi toàn kết nối end-to-end từ máy chủ di động đến máy chủ cố định Một khả triển khai Proxy cho quản lý QoS thông qua quản lý thông tin ngời dùng (User-profile) phản hồi ngời dùng (Userfeedback) mức cao với việc phân chia thành Proxy mức cao Proxy mức thấp [4] 6.3 Mô tả mô hình quản lý QoS 6.3.1 Kết hợp giám sát kênh truyền vô tuyến với lập lịch Nh trình bày chơng V, Trạm gốc cần biết lỗi kênh truyền vô tuyến để bù cho kết nối tơng ứng từ máy chủ di động, để cung cấp bảo đảm QoS Các luồng khác từ máy chủ di động cần phải tách biệt với luồng khác, có nghĩa sơ đồ lập lịch lu lợng trạm gốc nên bảo vệ luồng từ cạnh tranh luồng khác cung cấp bình đẳng giới hạn trễ cho luồng Trong phần này, xem xét khả kết hợp giám sát lập lịch gói vô tuyến đợc đề nghị chơng V mô hình kết hợp hỗ 113 trợ QoS trạm gốc Hình vẽ 6.2 mô tả kết hợp cho hớng truyền dẫn từ máy chủ di động đến máy chủ cố định Để phát tổn thất vô tuyến, time-out đợc thiết lập giám sát trạm gốc Một tác tử QoS máy chủ di động chèn kích cỡ hàng đợi Xi(t) máy chủ di động mào đầu gói IP Bộ giám sát kênh thực việc giám sát tốc độ đến luồng i cập nhật giá trị time-out tơng ứng Một tổn thất vô tuyến đợc giả thiết Xi(t) gói đến khoảng thời gian gói đợc giám sát Sau phát tổn thất, giám sát ghi nhận thiếu hụt dịch vụ luồng tơng ứng Khi kênh truyền máy chủ di động tơng ứng trở nên tốt trở lại (bằng cách kiểm tra hỏi vòng giá trị Xi(t) kiện đến gói mới), sau lập lịch thực bù dịch vụ cho luồng tơng ứng với giá trị đếm ghi nhận Một dịch vị bổ sung đợc cung cấp cho luồng i khoảng chu kỳ cách tạo cho trọng số bổ sung Hình 6.2 Kết hợp lập lịch lu lợng (hớng lên) Nh đề cập, độ dài hàng đợi máy chủ di động Xi (t) đợc chèn vào mào đầu gói sử dụng tác tử QoS phía máy chủ di động Có hai cách thực hiện: lớp phụ đợc thêm vào lớp IP lớp IP đợc điều chỉnh Sử dụng cách phụ thuộc vào triển khai thực tế Khi lớp IP đợc điều chỉnh, byte Type of Service mào đầu gói IP đợc sử dụng để mang độ dài hàng đợi Tác tử QoS phía máy chủ di 114 động điều chỉnh byte TOS gói đầu hàng đợi (Head -Of- Line) gửi đến trạm gốc Tại trạm gốc, phận loại gói đọc mào đầu gói IP, chèn gói vào hàng đợi tơng ứng luồng i trì kích cỡ hàng đợi máy chủ di động Xi(t) Chúng ta giả sử có hệ thống hàng đợi luồng trạm gốc Tốc độ đến Ri (t) luồng i tơng ứng đợc giám sát cập nhật, tổn thất gói đợc xác định sở time-out kích cỡ hàng đợi máy chủ di động Mặt khác, giám sát trì hàm dịch vụ ảo (Virtual Service Function) nhãn thời gian cho hàng đợi, nh đề cập chơng V, để xác định thứ tự lập lịch gói từ luồng khác để cung cấp việc bù dịch vụ cho luồng tơng ứng Hàng đợi đợc phân thành nhóm: Một nhóm cho luồng yêu cầu trễ nghiêm ngặt, nhóm yêu cầu tổn thất nghiêm ngặt nhóm cho nỗ lực tối đa Nh trình bày chơng V, lập lịch bình đẳng vô tuyến cung cấp bảo hộ bảo đảm thực thi dịch vụ cho tất luồng khả thi Sự bảo hộ có nghĩa thực thi dịch vụ luồng không bị ảnh hởng luồng khác, chí chu kỳ bù luồng 6.3.2 Kết hợp giám sát kênh truyền vô tuyến với quản lý đệm Chức giám sát đợc mở rộng để làm việc với quản lý đệm trạm gốc Phù hợp với việc giám sát băng thông vô tuyến, vài gói u tiên mức thấp (ví dụ gói video u tiên mức thấp sơ đồ mã hoá phân lớp) bị huỷ bỏ Một chuyển đổi mã liệu (có nghĩa màu sắc khác nhau, kích cỡ hình ảnh, độ phân giải) cần thiết, nh kênh vô tuyến không bị tải trì QoS chấp nhận đợc cho kết nối Nh trình bày chơng III, việc giám sát lỗi kênh truyền hình vô tuyến khó khăn trạng thái kênh truyền vô tuyến phụ thuộc vào điều kiện môi trờng nh fading, chớng ngại vật.Nh cần thết phải thực việc giám sát cấp QoS trờng hợp điều kiện kênh truyền có thiên hớng lỗi Ngoài ra, cần thiết phải bảo vệ máy chủ di động chống lại tải 115 thực thi không đối xứng (nghĩa băng thông không đối xứng) băng cao mạng hữu tuyến băng thông thấp mạng vô tuyến Ngay máy chủ di động có thực thi đặc tính khác bao gồm kích cỡ vùng hiển thị, mức độ màu sắc, độ phân giải, nhớ, lực CPU, nguồn nuôiDo rơi gói cách lựa chọn cần thiết Hình vẽ 6.3 rớt gói có lựa chọn dựa giám sát điều kiện kênh thực tế máy chủ di động tơng ứng Hình 6.3 Kết hợp với quản lý đệm (hớng xuống) Bộ giám sát kênh thực giám sát băng thông vô tuyến cấp phát cho máy chủ di động hớng xuống (downlink) Đồng thời kích cỡ hàng đợi Xi (t) đợc giám sát Quản lý đệm trì hai mức ngỡng phù hợp với sơ đồ RED (Random Early Detection) Nếu băng thông đợc giám sát thấp mức ngỡng vợt gói bị hủy (rơi) Cũng thực trì hoãn truyền dẫn gói, kênh truyền đợc giám sát xấu Trong trờng hợp này, gói đợc đệm hàng đợi tơng ứng Nh tổn thất gói giảm công suất truyền dẫn đợc tiết kiệm Tuy nhiên, thời hạn gói cần phải đợc kiểm soát Các gói đợc phát nhãn thời gian nằm giới hạn trễ 116 6.4 Kết luận chơng VI Cung cấp QoS vấn đề quan trọng mạng di động hệ hệ tiếp theo, chất đặc biệt việc truyền dẫn qua môi trờng không khí Do tỉ lệ lỗi bít yếu tố môi trờng khác, khái niệm QoS biết mạng hữu tuyến áp dụng trực tiếp vào mạng vô tuyến mà cần phải có giải pháp Chính lẽ đó, việc giám sát kênh truyền vô tuyến đóng vai trò quan trọng việc quản lý chất lợng dịch vụ Trong chơng trình bày khả kết hợp phơng pháp giám sát kênh truyền vô tuyến với phơng pháp lập lịch quản lý đệm mô hình quản lý chất lợng dịch vụ phù hợp với điều kiện môi trờng nhằm đạt đợc chất lợng dịch vụ chấp nhận đợc cho ứng dụng nh tận dụng hiệu tài nguyên mạng vô tuyến 117 Kết luận hớng phát triển tiếp luận văn Mạng di động hệ hệ hội tụ Internet (mạng máy tính) mạng thông tin di động Từ máy thuê bao di động ngời dùng truy cập thông tin Internet, truyền tải thông tin đa phơng tiện Tuy nhiên việc hòa nhập Internet mạng di động hệ nảy sinh nhiều vấn đề thách thức Một vấn đề cần giải việc quản lý chất lợng dịch vụ Vấn đề trở lên nan giải môi trờng mạng vô tuyến với điều kiện truyền khắc nghiệt tỉ lệ lỗi bít cao, fading, đờng truyền vô tuyến biến đổi theo điều kiện môi trờng, băng thông khan Đề tài: " Nghiên cứu phơng pháp giám sát kênh truyền vô tuyến ứng dụng quản lý chất lợng dịch vụ cho mạng di động hệ " đề cập đến ảnh hởng môi trờng vô tuyến đến chất lợng dịch vụ mạng di động hệ Luận văn xem xét, đánh giá số phơng pháp giám sát băng thông trạng thái kênh truyền vô tuyến, nghiên cứu kết hợp phơng pháp giám sát vào mô hình quản lý chất lợng dịch vụ phù hợp với điều kiện môi trờng, nhằm đạt đợc chất lợng dịch vụ chấp nhận đợc cho ứng dụng nh tận dụng hiệu tài nguyên khan mạng vô tuyến Các phơng pháp giám sát đợc phát triển cho môi trờng mạng vô tuyến, đặc biệt mạng vô tuyến vô định hình Trong tuyến nối nút mạng có biến động theo thời gian Mặt khác phơng pháp giám sát đợc áp dụng nhằm quản lý lu lợng, môi trờng không đồng mạng hữu tuyến mạng di động hệ hệ Do khả trình độ hiểu biết có hạn, thời gian nghiên cứu có hạn nên nội dung luận văn hẳn nhiều thiếu sót, mong thầy, bạn bè đồng nghiệp bảo bổ sung thêm cho sinh động 118 Tài liệu tham khảo TS Nguyễn Phạm Anh Dũng (2001), " Thông tin di động hệ thứ " (Tập 1+2) NXB Bu điện TS Nguyễn Phạm Anh Dũng (1997), " Thông tin di động", NXB khoa học kỹ thuật Vũ Đức Thọ (1997), " Thông tin di động số ", NXB Giáo dục Dang Hai Hoang (2003), " Quality of Service in the Mobie Wireless Environment",ISBN3-361-50578-7,PERLANG GmbH, Europaischer Varlag der Wissenschaften 5.Rangini Chowdhury (2003), " Adaptive QoS management framework for collaborative multimedia applications on wired and wireless networks ", Master Thesis D.Clark, W.Fang (1998), " Explicit Allocation of Best- effort Packet Delivery Service " , IEEE/ACM Transactions on Networking, Vol.6, No.4, Aug 1998 I.Mahadevan, K.M.Sivaligam (1999), " Quality of Service Architecture for Wireless Networks : IntServ and DiffServ Models ", Mobile Computing Workshop at Intl Symposium on Parallel, Algorithms and network I.Mahadevan, K.M Sivaligam (2001), " Architecture and Experimental Framework for Supporting QoS in Wireless Networks using Differentiated Services ", ACM/Balzer Mobile Networks and Applications Journal, Vol.6, No.4,2001 Z.Wang (2001), " Internet QoS : Architecture and Mechanisms for Quality of Service ", ISBN 1-55860-608-4, Morgan Kaufmann Publishes 10 Javier Gomez, Andrew T.Camplell (2001)," Support Application and Channel Dependent QoS in Wireless Packet Network", Journal of Mobile Communication and Information 119 11 K.Dovrovolis (2000), " Proportional Differentiated Services for the Internet ", Dissertation 2000 12 T.Nandagopal, N.Venkitaraman, R.Sivakumar, V.Bharghavan (2000), " Delay Differentiation and Adaptation in Core Stateless Network", IEEE INFOCOM 13 S.Bodamer (2000), " A.Scheduling Algorithm for Relative Delay Differentiation" 14 I.Stoica, H.Zhang (1999), " Providing Guarateed Services Without Per flow Management " ACM SIGCOMM 15 A.Stamoulis, G.B Gianakis (2000), " Packet Fair Queueing Scheduling Based on Multirate Multipath-Transparent CDMA for Wireless Network ", IEEE Transaction on communications 16 K.Nichols, V.Jacobson, L.Zhang (1999), " A two-bit Differentiated Services Architectrue for the Internet ", RFC2683 17 B.Vandalore, R.Jain, S.Fahmy, S.Dixit (1999), " AquaFWIN: Adaptive QoS Framework for Multimedia in Wireless Network and Its Comparison with other QoS Framework ", IEEE Conference on Local Computer Network 18 Kenven Lai, Mary Baker " Mearuring Link Bandwiths Using a Deterministic Model of Packet Delay " 19 Kazumine, Shingo Ata, Masayyuki Murata (2001), " Improving Bandwidth Estimation for Internet Links by Statistical Methods ", IEICE Trans On Communication, Vol E00-B, N0.6, Jun.2001 20 RS Prasad, M Murray, C Dovrolis, K.Claffy, " Bandwidth estimation: metrics, measurement techniques and tools" 21 H.Balakrishnan (1998), " Challenges to Reliable Data Transport over Hetergeneous Wireless Networks" 22 V.Jacobcon Aug 1998 " Congestion Avoidance and Control ", ACM SIGCOMM [...]... chung về các hệ thống thông tin di động thế hệ mới, tiếp theo và hệ thống thông tin GSM Chơng III: Nghiên cứu cơ sở nền tảng về dịch vụ và chất lợng dịch vụ Chơng này giới thiệu chung về khái niệm, đặc tính dịch vụ và chất lợng dịch vụ, các kiến trúc hỗ trợ QoS, ảnh hởng của môi trờng vô tuyến đến chất lợng dịch vụ của mạng di động Chơng IV: Nghiên cứu các phơng pháp giám sát kênh truyền vô tuyến Chơng... của môi trờng vô tuyến đến chất lợng dịch vụ Chơng IV: Nghiên cứu các phơng pháp giám sát kênh truyền vô tuyến Chơng này tập trung phân tích, đánh giá một số kỹ thuật giám sát các tham số kênh truyền, giám sát băng thông, giám sát kênh và trình bày một mô hình tổng quát cho giám sát băng thông và kênh truyền vô tuyến Chơng V: Mô hình lập lịch hỗ trợ QoS trên cơ sở giám sát kênh truyền vô tuyến Chơng... thuật giám sát các tham số kênh truyền, giám sát băng thông, giám sát kênh và trình bày một số mô hình tổng quát cho giám sát băng thông và kênh truyền vô tuyến 15 Chơng V: Mô hình lập lịch hỗ trợ QoS trên cơ sở giám sát kênh truyền vô tuyến Chơng này nghiên cứu và phân tích một mô hình lập lịch hỗ trợ QoS trên cơ sở giám sát kênh truyền vô tuyến Chơng VI: Nghiên cứu mô hình quản lý chất lợng dịch vụ. .. lập lịch hỗ trợ QoS trên cơ sở giám sát kênh truyền vô tuyến Chơng VI: Mô hình quản lý chất lợng dịch vụ trên cơ sở giám sát kênh truyền vô tuyến Chơng này nghiên cứu khả năng ứng dụng các phơng pháp giám sát trong một mô hình kết hợp nhằm đảm bảo việc hỗ trợ quản lý chất lợng dịch vụ trên cơ sở giám sát kênh truyền vô tuyến Cuối cùng là phần kết luận và hớng phát triển tiếp 21 Chơng II Khái quát về... QoS cho các ứng dụng bao gồm sự đồng nhất về mạng, về ứng dụng, về giao thức và các tính chất đặc biệt của môi trờng mạng vô tuyến nh băng thông, điều kiện kênh truyền biến đổi, sự di động, băng thông kênh truyền thấp, vấn đề thực thi thấp của các đầu cuối di động, điều kiện môi trờng Các mạng di động thế hệ trớc ( 1G, 2G ) đợc thiết kế trên công nghệ chuyển mạch kênh, trong khi mạng di động thế hệ. .. mạng di động thế hệ mới, vấn đề quản lý chất lợng dịch vụ trong mạng di động thế hệ mới và đặt ra vấn đề cần nghiên cứu của bài toán 20 Chơng II: Giới thiệu chung về các hệ thống thông tin di động thế hệ mới, tiếp theo và hệ thống thông tin GSM Chơng III: Cơ sở nền tảng về dịch vụ và chất lợng dịch vụ Chơng này giới thiệu chung về khái niệm, đặc tính dịch vụ và chất lợng dịch vụ, các kiến trúc QoS,... cung cấp dịch vụ và mang đến nhiều thuận lợi cho ngời sử dụng, nhng nó cũng tạo ra những thách thức nghiêm ngặt, khắt khe cho các nhà thiết kế các hệ thống Các kỹ thuật phát triển trong công nghệ vô tuyến và thiết bị xách tay cho phép mạng di động thế hệ mới hỗ trợ các ứng dụng bao gồm các ứng dụng đa phơng tiện, y tế, du lịch, giáo dục, thơng mại điện tử, thơng mại di động và một số ứng dụng mới trên... một mô hình kết hợp nhằm hỗ trợ việc quản lý chất lợng dịch vụ cho mạng di động hiện tại và các mạng tiếp theo Luận văn gồm 6 chơng : Chơng I: Tổng quan Chơng này nêu Khái quát về sự phát triển và những đặc trng cơ bản của điện thoại di động và những xu hớng phát triển tơng lai của điện thoại đi động Vấn đề quản lý chất lợng dịch vụ trong mạng di động thế hệ mới và đặt ra vấn đề nghiên cứu của bài... lý do đó, vấn đề quản lý chất lợng dịch vụ trong môi trờng mạng di động thế hệ mới đã và đang trở thành đề tài nóng bỏng Đây cũng chính là phạm vi nghiên cứu đặt ra trong bản luận văn này Do xác định yếu tố cơ bản tác động vào chất lợng dịch vụ chính là điều kiện môi trờng vô tuyến, luận văn này đặt ra vấn đề nghiên cứu các phơng pháp giám sát kênh truyền và nghiên cứu xem xét việc ứng dụng chúng vào... khiển vô tuyến và các trạm thu phát gốc cùng với cơ sở dữ liệu mạng, các dịch vụ cơ bản và các nút quản lý mạng Dễ dàng vận hành bảo dỡng (O&M) đợc tích hợp trong mạng thông minh (IN/GSM), GSM cũng làm việc với các kỹ thuật IP và kỹ thuật gói và là một nền tảng chính hớng tới hệ thống Viễn thông di động phổ biến (UMTS) trong di động thế hệ thứ 3 và hơn nữa Lu động (Roaming) quốc tế cho phép các thuê ... IP V.6 1G 2G - Thoại - Công nghệ số - Dịch vụ - Đa dịch vụ IP - Bảng thông rộng mềm dẻo - Kiểu kinh doanh 3G - 4G - Những dịch vụ băng rộng cho phép nhiều loại thiết bị đầu cuối - Những dịch... CSMA Carrier Sense Multiple Access CCI Co-Channel Interference CBQ Class-Based Queueing CDMA Code Division Multi-Access CDPD Cellular Digital Packet Data CIF-Q Channel Independent Fair CIR Carrier... hệ thống nh sau: - Phân hệ chuyển mạch NSS (Network Switching Subsystem ) - Phân hệ trạm gốc BSS (Base Station Subsystem) - Phân hệ bảo dỡng khai thác OSS (Operation Subsystem) -Trạm di động MS