Nghiên cứu phương pháp chuyển giao trong mạng wimax di động

i LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình cao học viết luận văn này, nhận hướng dẫn, giúp đỡ góp ý nhiệt tình quý thầy cô trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông – Đại học Thái Nguyên Trước hết, xin chân thành cảm ơn đến quí thầy cô trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông – Đại học Thái Nguyên, đặc biệt thầy cô tận tình dạy bảo cho suốt thời gian học tập trường Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến TS Phạm Thanh Giang dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu giúp hoàn thành luận văn tốt nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu trường Đại học Công nghệ thông tin truyền thông – Đại học Thái Nguyên tạo nhiều điều kiện để học tập hoàn thành tốt khóa học Xin cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp tạo diều kiện bảo nhiều thời gian thực luận văn Cuối cùng, xin chân thành cảm ơn gia đình động viên tạo điều kiện thuận lợi để có kết ngày hôm Thái Nguyên, ngày 01 tháng năm 2013 Học viên Lương Phúc Thanh ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài luận văn “Nghiên cứu phương pháp chuyển giao mạng wimax di động” công trình nghiên cứu thân Các số liệu, kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực không chép y nguyên từ công trình khác Tôi xin chịu trách nhiệm luận văn Thái Nguyên, tháng 06/2013 Người viết luận văn Lương Phúc Thanh iii MỤC LỤC iv DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT AAS AES AK ARQ BER BPSK BS CDMA CID CP CRC DFS FDD GSM Advanced Antenna Systems - Các hệ thống anten thích nghi Advanced Encryption Standard - Chuẩn mã hóa nâng cao Authentication Key - Khóa chứng thực Automatic Repeat reQuest - Tự động lặp lại yêu cầu Bit Error Rate - Tỉ lệ lỗi bit Binary Phase Shift Keying - điều chế pha nhị phân Base Station - Trạm gốc Code Division Multiple AcceMS - Đa truy cập phân chia theo mã Connection Identifier - Định danh kết nối Cyclic Prefix - Tiền tố vòng Cyclic Redundancy Check - Kiểm tra lỗi dư vòng Dynamic Frequency Selection – Lựa chọn tần số động Frequency Division Duplex - Ghép kênh phân chia theo tần số Global System for Mobile communications - Hệ thống thông tin di HHO HO IEEE động toàn cầu Hard handoff – Chuyển giao cứng Handover – Chuyển giao Institute of Electrical and Electronics Engineers - Học Viện LOS MAC MAN MDHO MIMO MISO MS NLOS OFDM Kỹ Sư Điện Điện Tử Line Of Sight - Tầm nhìn thẳng Media AcceMS Control - Điều khiển truy nhập môi trường Metropolitan Area Network – Mạng đô thị Macro Diversity Handover - Chuyển giao đa dạng Multiple Input Multiple Output - Nhiều đầu vào, nhiều đầu Multiple Input Single Output - Nhiều đầu vào, đầu Mobile Station - Trạm di động Non–Line-Of-Sight - Không tầm nhìn thẳng Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Ghép kênh phân chia OFDMA theo tần số trực giao Orthogonal Frequency Division Multiple AcceMS - Đa truy cập ghép PDU QoS RF SA SDU kênh chia tần số trực giao Packet Data Unit - Đơn vị gói liệu Quality of Service - Chất lượng dịch vụ Radio Frequency - Tần số vô tuyến Security AMSociation – Tập hợp bảo mật Service Data Unit - Đơn vị liệu dịch vụ v SNR MS TDM TEK UDP WiMAX WLAN Signal-to-Noise Ratio – Tỉ lệ tín hiệu nhiễu Subscriber Station - Trạm thuê bao Time Division Multiplexing – Ghép kênh phân chia theo thời gian Traffic Encryption Key - Khóa mã hóa lưu lượng User Datagram Protocol Worldwide interoperability for Microwave AcceMS WireleMS Local Area Network – Mạng cục không dây vi DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Tổng kết chuẩn 802.16 .9 Bảng 1.2: Các thông số S-OFDMA 18 Bảng 1.3: Chất lượng dịch vụ ứng dụng WiMAX di động .23 Bảng 1.4: Các lựa chọn anten tiên tiến 29 Bảng 1.5: Các tốc độ liệu cho cấu hình SIMO/MIMO .30 vii DANH SÁCH HÌNH ẢNH, HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Hình 1.1: Mô hình phân lớp hệ thống WiMax so sánh với OSI Hình 1.2: Mô hình tham chiếu mạng Wimax 10 Hình 1.3: Kiến trúc mạng WiMAX sở IP 11 Hình 1.4: Cấu hình điểm đa điểm WiMAX 13 Hình 1.5: Cấu hình mạng mắt lưới WiMAX 13 Hình 1.6: Mô hình tổng quát mạng WiMAX 14 Hình 1.7: Kiến trúc hệ thống OFDM 14 Hình 1.8: Mô tả CP cấu trúc OFDM 15 Hình 1.9: Cấu trúc sóng mang OFDMA 17 Hình 1.10: Kênh phân tập tần số DL 17 Hình 1.11: Cấu trúc tile cho UL PUSC 19 Hình 1.12: Cấu trúc khung WiMAX OFDMA 19 Hình 1.13: Phân lớp MAC chức 19 Hình 1.14: Định dạng MAC PDU 20 Hình 1.15: Hỗ trợ QoS WiMAX di động 23 Hình 1.16: Chuyển mạch thích ứng cho anten thông minh 31 Hình 1.17: Cấu trúc khung đa vùng 32 Hình 1.18: Tái sử dụng phân đoạn tần số .32 Hình 1.19: Hỗ trợ MBS ấn định với WiMAX di động vùng MBS .34 Hình 2.1: Mô tả chuyển giao cứng 36 Hình 2.2 : Mô tả thủ tục thực trình lựa chọn tế bào 38 Hình 2.3 : Lựa chọn tế bào khác .41 Hình 2.4 : Tin Nhắn việc MS khởi xướng chuyển giao 43 viii Hình 3.1: Tổng quan NS góc độ người dung 50 Hình 3.2 : Luồng kiện cho file Tcl chạy NS 52 Hình 3.3 : Kiến trúc NS-2 53 Hình 3.4: C++ OTcl: Sự đối ngẫu 53 Hình 3.5: TclCL hoạt động liên kết A B 54 Hình 3.6: Cập nhật Ubuntu…… ……………………………………… 57 Hình 3.7: Giao diện chạy thử TCL 61 Hình 3.8: Giao diện chạy thử NAM 62 Hình 3.9: Kịch mô 63 Hình 3.10: Thời chuyển giao cho chuyển giao 67 Hình 3.11: Thời chuyển giao cho chuyển giao thứ hai 68 PHẦN MỞ ĐẦU Trong năm gần đây, dịch vụ ứng dụng Internet có bước phát triển bùng nổ với nhiều loại hình dịch vụ dịch vụ mua bán trực tuyến, ngân hàng, du lịch hay dịch vụ đào tạo từ xa, game trực tuyến Cùng với phát triển bùng nổ loại hình dịch vụ Internet, công nghệ truy cập liên tục phát triển để đáp ứng đòi hỏi ngày cao băng thông cho truy cập Internet Các công nghệ truy cập băng rộng phát triển nhanh chóng năm gần bao gồm công nghệ truy cập hữu tuyến công nghệ vô tuyến Một loạt chuẩn mạng truy cập băng rộng nhiều tổ chức nghiên cứu, xây dựng phát triển chuẩn IEEE 802.11x, IEEE 802.15, IEEE 802.16, IEEE 802.20, HIPERLAN 1/2, HomeRF, chuẩn Bluetooth,vv Phạm vi ứng dụng chuẩn bao trùm từ mạng cá nhân (PAN), mạng nội (LAN), mạng diện rộng (MAN) mạng diện rộng (WAN) Hệ thống WiMAX sản xuất dựa họ tiêu chuẩn IEEE 802.16 hãng cung cấp thiết bị nhà cung cấp dịch vụ quan tâm đặc biệt Các hệ thống WiMAX cố định dựa chuẩn 802.16-2004 sản xuất, đưa vào thử nghiệm diễn đàn WIMAX cấp chứng nhận cho thấy rõ ưu điểm công nghệ Hệ thống WiMAX di động dựa tiêu chuẩn 802.16e nhà cung cấp thiết bị lên kế hoạch để đưa thiết bị vào thử nghiệm thời gian tới WiMax tập trung giải vấn đề mạng vô tuyến trời băng rộng điểm – điểm, điểm – đa điểm Hoạt động WiMAX mềm dẻo tương tự WiFi truy cập mạng tức máy tính có nhu cầu truy cập mạng tự động kết nối đến trạm anten WiMAX gần Hệ thống WiMAX đảm bảo cung cấp dịch vụ di chuyển BS WiMAX Tuy nhiên việc di chuyển BS gây trễ khoảng thời gian để thực việc chuyển giao gây gián đoạn kết nối ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ Mục tiêu đề tài “Nghiên cứu phương pháp chuyển giao mạng wimax di động” tìm hiểu mạng WiMAX, phương pháp chuyển giao mạng WiMAX đánh giá độ trễ chuyển giao số mô hình mạng WiMAX Luận văn tốt nghiệp gồm 03 chương cụ thể sau: Chương I: Tổng quan công nghệ wimax di động Giới thiệu lịch sử, trình phát triển wimax hệ thống chuẩn 802.16 Tìm hiểu cấu trúc lớp vật lý (PHY) lớp MAC wimax di động Các đặc trưng tiên tiến Wimax di động Chương II: Phương pháp chuyển giao công nghệ wimax di động Đi sâu nghiên cứu phương pháp chuyển giao trình chuyển giao để tiến hành đánh giá hiệu suất phương pháp chuyển giao Chương III: Mô phương pháp chuyển giao Wimax Giới thiệu công cụ mô NS2, xây dựng kịch mô đánh giá kết mô 66 kết thất bại Điều để phát liên kết lỗi trước kết nối bị phá vỡ để tránh chuyển giao không cần thiết Một số thời gian thời gian chờ thông số tác động độ trễ chuyển giao Chúng thường xác định số thời gian chờ đợi trước số chức thực Nếu chức liên quan đến trình chuyển giao Một số t21_timeout_, xác định thời gian cho MS để tìm kiếm thông điệp DL-MAP kênh định Như nêu trên, Phụ lục A.1 giải thích tất thông số điều chỉnh kết thực mô Khi điều chỉnh thông số hoàn thành, số lượng gói tin gửi mô 17897 17893 số chúng nhận Đây giá trị kết hợp ba BMS Tách gói liệu báo cáo thành năm gói tin Điều giải thích cách kiểm tra liệu mô qua cho thấy sụt giảm đến trước gói liệu gửi Thời gian 24,14 ms, gói liệu gửi 38,23 ms nhận 39,16 ms Khi so sánh khác biệt truyền dẫn thời gian tiếp nhận Khi MS liên lạc với BS đầu tiên, khác biệt ms, với BS thứ hai 21 ms với BS qua tăng gấp đôi đến 41 ms Dường giả lập lưu hành gói tin thông qua BS BS xác định có liên kết trực tiếp riêng để truy cập mạng Tuy nhiên, thời gian chuyển giao không bị ảnh hưởng điều Với thông số điều chỉnh thời gian chuyển giao 32,06 ms cho chuyển giao 33,75 ms cho thứ hai Vận tốc MS Khi điều chỉnh NS-2 thông số WiMAX thực hiện, ảnh hưởng vận tốc MS xác định Trong phần trước, tốc độ MS thiết lập để liên tục 10 m /s (36 km/h) Trong mô thông số mô nguyên vẹn tốc độ MS thay đổi Các mô thực với tốc độ MS từ đến 40 m/s với 1m/s bước 40 m/s tương đương với 144 km/h cao nhiều so với "giới hạn" đề cập đến 100 km/h 67 cho việc chuyển giao liền mạch Đối với tốc độ chậm tổng thời gian mô tăng lên phép hai chuyển giao xảy Ngoài ra, tốc độ cao 50, 60, 75, 100 m/s mô Mặc dù không nằm tiêu chuẩn, mục đích để thử độ nhạy mô Thời gian chuyển giao đa dạng khoảng 40 m/s đặc biệt giới hạn 50 ms MS đạt vận tốc 20 m/s, vài trường hợp ngoại lệ vượt giới hạn có vài phần nghìn giây Thời gian chuyển giao (1-40m/s) rút hình 3.6 3.7 Tốc độ cao (50, 60, 75, 100 m/s) cho thấy không ổn định vận tốc lớn Thời gian chuyển giao với 100 m/s, 0,2 giây Mô để xử lý tốc độ vấn đề đường truyền MS BS, thực tế tình hình khó giống Thời gian ms Vận tốc m/s Hình 3.9: Thời chuyển giao cho chuyển giao 68 Thời gian ms Vận tốc m/s Hình 3.10: Thời chuyển giao cho chuyển giao thứ hai 3.3 Kết luận Luận văn giới thiệu công nghệ truyền dẫn điện thoại di động không dây 802-16 chuẩn hóa IEEE WiMAX di động (dựa 802.16e-2005) sửa đổi 802-16-2004 hay gọi WiMAX cố định OFDMA có khả mở rộng, cho phép điều chỉnh băng thông phụ thuộc vào yêu cầu phổ thời điểm định Điều cho phép môi trường khác để phục vụ với hiệu suất cao Ngoài ra, số phương pháp tiên tiến khác giới thiệu cho WiMAX di động để hỗ trợ di động Hỗ trợ multicast phát sóng với BS, hai chế độ tiết kiệm điện (nhàn rỗi chế độ ngủ) cuối tính quan trọng nhất: hỗ trợ chuyển giao WiMAX di động cung cấp ba phương pháp chuyển giao HHO bắt buộc tùy chọn chuyển giao phần mềm loại MDHO, FBMS HHO sử dụng công nghệ cho thay đổi BS mô Giả lập không hỗ trợ WiMAX di động 69 module bổ sung thu Tiện ích có sẵn cho mục đích WiMAX Mobility gói tin từ NIST Giải pháp chưa đầy đủ thực chuyển giao WiMAX di động Nhiệm vụ với mô xác định thông số có ảnh hưởng lớn đến độ trễ chuyển giao điều chỉnh Kết số thông số không ảnh hưởng đến thời gian chuyển giao, thay đổi số số gây hậu trực tiếp Các kết thu cho nhìn sơ với công nghệ WiMAX di động, thiếu tiện ích NIST Để đạt kết đáng tin cậy mô lặp lặp lại phần mềm phát triển đủ để phù hợp với tiêu chuẩn với thiết bị thực tế chứng nhận thực theo tiêu chuẩn WiMAX di động thảo luận luận văn giai đoạn đầu cần thêm đề tài nghiên cứu liên quan đến chuyển giao công nghệ nói chung Nhưng hướng phát triển thêm nhiều thí nghiệm với kịch mô luận văn thêm số MS đồng thời thông qua vùng phủ sóng BS cố gắng điều chỉnh thông số tương tự với vận tốc khác MS Những thay đổi có giá trị tham số MS chuyển động với tốc độ thấp cao 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Đỗ Ngọc Anh, (07/06/2006), biên dịch “WiMax di động: Tổng quan kỹ thuật – đánh giá hoạt động”, http://www.tapchibcvt.gov.vn/ [2] Nguyễn Quốc Khương, Nguyễn Văn Đức, Nguyễn Trung Kiên, Nguyễn Thu Hà, vc (13/03/2006),“WiMax – Công nghệ truy nhập mạng không dây băng rộng”, http://www.tapchibcvt.gov.vn/ Tiếng Anh [3] Brage Rønning Tukkensæter Master of Science in Communication Technology SubmiMSion date: June 2009 [4] Designing a wireleMS Network, Global Knowledge [5] IEEE Standards 802.16a – 2003 [6] IEEE Standards 802.16 REVd - 2004 [7] IEEE 802.11, 2003 Working Group Web Site: www.ieee802.org/11/ [8] Masters thesis: Techno – Economic analysis of IEEE 802.16a – Based Fixed wireleMS acceMS network, Timo Smura, 07/2004 [9] Masters thesis: Denial of service vulnerrabilities in IEEE 802.16 wireleMS network, Derrick D.Boom, 10/2004 [10] Masters thesis: Link Adaptation Algorithm and Metric for IEEE Standard 802.16, Shyamal Ramachandran, 02/2004 Trang web [13] http://www.vnpt.com.vn/ [14] http://ieee.org/ 71 PHỤ LỤC A.1 Kết mô Các giá trị điều chỉnh đưa mô tả ngắn ảnh hưởng điều chỉnh độ trễ chuyển giao Các thông số cung cấp Mac/802_16 NS-2 trình bày đầu tiên, theo thông số mô-đun ND số thông số điều chỉnh Mac/802_16 Các thông số sau phần mô-đun WiMAX scan_iteration_ Số lần lặp lại quét lựa chọn với scan_iteration_ Các hảnh hưởng kể từ lặp lặp lại nhiều lần thời gian dài cho chuyển giao Giá trị tốt phát hai lần lặp lgd_factor_ (Link Going Down) Yếu tố định phát liên kết rỗng Nếu giá trị thiết lập để có phát rỗng Có ảnh hưởng quan trọng lựa chọn lgd_factor_ Thời gian chuyển giao nhanh đạt giá trị thiết lập đến 1,1 Giữa giá trị 1,2-1,6 kết tương tự, 1,7 lần chuyển giao tăng lên đáng kể scan_duration_ Thời gian quét khoảng khung hình, xác định chiều dài thời gian quét Giá trị giữ đủ lâu để đảm bảo quét thành công, mặt khác đủ ngắn để giữ cho thời gian trôi qua vừa phải Các mô cho hai lựa chọn thay cho giá trị tốt nhất, bốn sáu khung hình Những giá trị sử dụng phép đo vài thông số sau giá trị nhỏ lựa chọn interleaving_interval_ Khoảng thời gian đan xen thời gian hoạt động bình thường quét thời gian MS Giá trị tốt cho interleaving_interval_ sáu khung hình Thay đổi giá trị 20 khung hình lưu giữ biến thể thời gian chuyển giao 72 khu vực nhỏ, giá trị đề cập tốt t21_timeout_ Đây giá trị thời gian chờ cho MS để tìm kiếm cho tin nhắn DLMAP Nói cách khác, kênh tin nhắn DL-MAP tìm thấy thời gian Điều tương tự lost_dlmap_interval_ t21_timeout_ liên quan đến việc tìm kiếm DL-MAP, không nhận thông báo cập nhật Giá trị từ đến 28 ms cho kết tương tự Tuy nhiên tăng ms - 28 ms kết thời gian chuyển giao vài giây Các giá trị sử dụng mô chọn 20 ms client_timeout_ Client_timeout_ xác định giá trị đếm thời gian để phát phạm vi MS Client_timeout_ ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn thời gian chờ, thu kết tốt với ms queue_length_ Queue_length_ mô tả kích thước đệm gửi MS Với tốc độ liệu chọn kích thước gói đủ để giữ cho mô không bị xáo trộn Nếu kích thước đệm gói, có số thoái hóa thời gian chuyển giao Giá trị nhỏ đề cập gói liệu, không lưu lượng truy cập frame_duration_ Thông số xác định kích thước chiều dài khung Các mô từ chối chấp nhận giá trị khác Thời gian ngắn cho kết tốt lost_dlmap_interval_ Giá trị thời gian chờ tiếp nhận cuối tin nhắn DL-MAP MS đồng hóa với BS DL-MAP không đến ms thời gian chuyển giao tăng lên nhiều giây số lượng gói tin bị bỏ trở nên quan trọng Giá trị mặc định (0,6 s) lựa chọn 73 lost_ulmap_interval_ Tương tự lost_dlmap_interval_ cho thông báo UL-MAP Đây giới hạn tới hạn mili giây, dẫn đến kết tốt Với ms NS-2 báo cáo "lỗi Segmentation" thời gian ngắn có nghĩa lưu lượng truy cập Giá trị mặc định (0,6 s) cho mô rng_backoff_start_ Tham số xác định kích thước backoff cửa sổ ban đầu khác Kích thước cửa sổ nên 2, 3, khe cắm Những giá trị cho kết tương tự tăng thời gian chuyển giao Kích thước kết thời gian dài cho handoffs t44_timeout_ Giá trị thời gian chờ cho yêu cầu quét Kết cho thấy giá trị thời gian chờ ms, lớn Giá trị chọn mặc định, 10 ms Các thông số sau Mac/802_16 ảnh hưởng đến thời gian chuyển giao nbr_adv_interval_ Khoảng thời gian thông báo hai MOB-NBR_ADV (Neighbor Quảng cáo) Không có ảnh hưởng, giữ 10 giây t3_timeout_ Giá trị thời gian chờ để nhận tin nhắn trả lời khác Không có ảnh hưởng đến kết mô Ngoại lệ zero-thời gian chờ, tăng thời gian chuyển giao chút t6_timeout_ Đăng ký thời gian chờ đáp ứng định nghĩa với t6_timeout_ Không có ảnh hưởng, ngoại trừ với ms NS-2 "lỗi Segmentation" t16_timeout_ Thời gian chờ băng thông yêu cầu thiết lập với t16_timeout_ Tham số ảnh hưởng đến kết mô phỏng, giữ giây Nếu giá trị thiết lập 0, thời gian chuyển giao tăng nhẹ 74 A2 Mã mô set seed 5555 Mac/802_16 set scan_iteration_ set use_going_down if {$use_going_down == 1} { Mac/802_16 set lgd_factor_ 1.1 } else { Mac/802_16 set lgd_factor_ 1.0 } Mac/802_16 set scan_duration_ Mac/802_16 set interleaving_interval_ Mac/802_16 set dcd_interval_ 5; Mac/802_16 set ucd_interval_ 1; set default_modulation OFDM_16QAM_3_4 ; set contention_size 5; Mac/802_16 set t21_timeout_ 0.02; Mac/802_16 set client_timeout_ 0.007; Mac/802_16 set lost_ulmap_interval_ 0.76; # xác định tần số RA tại trạm gốc Agent/ND set minRtrAdvInterval_ Agent/ND set maxRtrAdvInterval_ 10 Agent/ND set router_lifetime_ 250 Agent/ND set minDelayBetweenRA_ 0.03 Agent/ND set maxRADelay_ 0.005 Agent/ND set debug_ Agent/ND set send-RS Agent/MIH set debug_ Mac/802_16 set debug_ Agent/MIHUser/IFMNGMT/MIPV6 set debug_ Agent/MIHUser/IFMNGMT/MIPV6/Handover/Handover1 set debug_ Agent/MIHUser/IFMNGMT/MIPV6/Handover/Handover1 set case_ # xác định vùng phủ sóng cho các trạm sở: #Tần số mặc định 3.5e+9 hz Phy/WireleMSPhy set Pt_ 15 Phy/WireleMSPhy set RXThresh_ 1.215e-09 ; Phy/WireleMSPhy set CSThresh_ [expr 0.8 *[Phy/WireleMSPhy set RXThresh_]] # Tham số cho các nút không dây set opt(chan) Channel/WireleMSChannel ;# Loại kênh set opt(prop) Propagation/TwoRayGround; 75 set opt(netif) Phy/WireleMSPhy/OFDM ;# Định nghĩa giao diện mạng set opt(mac) Mac/802_16 ;# MAC type set opt(ifq) Queue/DropTail/PriQueue ;# giao diện hàng đợi set opt(ll) LL ;# Định nghĩa lớp liên kết set opt(ant) Antenna/OmniAntenna ;# Mô hình ăngten set opt(ifqlen) 50 ;# tối đa gói IFQ set opt(adhocRouting) NOAH ;# Giao thức định tuyến set opt(nbMN) ;# số Nút di động set opt(nbBS) ;# số lượng trạm gốc set opt(x) 3000 ;# X kích thước địa hình set opt(y) 3000 ;# Y kích thước địa hình set opt(mnSender) # Tỷ số mà tại các nút bắt đầu di chuyển set moveStart 1.0 set moveStop 179.0 set moveSpeed 10 set X_dst 2999.0 set Y_dst 1310 #định nghĩa chức để xả đóng các tập tin proc finish {} { global ns tf f0 f1 f2 $ns flush-trace close $f0 close $f1 close $f2 close $tf exit } # Thiết lập mô set ns [new Simulator] $ns use-newtrace # Thiết lập mô hình set topo [new Topography] $topo load_flatgrid $opt(x) $opt(y) set tf [open out.res w] set namtrace [open out.nam w] $ns trace-all $tf $ns namtrace-all-wireleMS $namtrace $opt(x) $opt(y) set f0 [open out0.tr w] ;#for the 1st BS set f1 [open out1.tr w] ;#for the 2nd BS 76 set f2 [open out2.tr w] ;#for the 3rd BS $ns node-config -addreMSType hierarchical AddrParams set domain_num_ ;# Số tên miền AddrParams set cluster_num_ {1 1 1 1 1} ;# cụm số cho tên miền lappend tmp 1; lappend tmp 1; lappend tmp 3; lappend tmp 3; lappend tmp 3; lappend tmp 1; lappend tmp 1; lappend tmp 1; lappend tmp 1; AddrParams set nodes_num_ $tmp # Node tương ứng cho router0 Router1 set CN [$ns node 0.0.0] $CN install-default-ifmanager set router1 [$ns node 1.0.0] # kết nối liên kết $ns duplex-link $router1 $CN 100MBit 30ms DropTail 1000 create-god [expr ($opt(nbMN) + $opt(nbBS))] ; # Tạo nút đa giao diện $ns node-config -multiIf ON for {set i 0} {$i < $opt(nbBS)} {incr i} { set multiFaceNode($i) [$ns node [expr 5+$i].0.0] } set multiFaceNode_wl [$ns node [expr 5+$opt(nbBS)].0.0] $ns node-config -multiIf OFF # tạo các điểm truy cập (trạm gốc) $ns node-config -adhocRouting $opt(adhocRouting) \ -llType $opt(ll) \ -macType $opt(mac) \ -ifqType $opt(ifq) \ -ifqLen $opt(ifqlen) \ -antType $opt(ant) \ -propType $opt(prop) \ -phyType $opt(netif) \ -channel [new $opt(chan)] \ -topoInstance $topo \ -wiredRouting ON \ 77 -agentTrace ON \ -routerTrace ON \ -macTrace ON \ -movementTrace OFF # cấu hình trạm sở 802,16 for {set i 0} {$i < $opt(nbBS) } {incr i} { Mac/802_16 set debug_ set bstation($i) [$ns node [expr 2+$i].0.0] $bstation($i) random-motion $bstation($i) set X_ [expr 500 + $i*750] $bstation($i) set Y_ 1000.0 $bstation($i) set Z_ 0.0 set clas($i) [new SDUClaMSifier/Dest] [$bstation($i) set mac_(0)] add-claMSifier $clas($i) # thiết lập lịch trình cho nút set bs_sched($i) [new WimaxScheduler/BS] $bs_sched($i) set-default-modulation $default_modulation $bs_sched($i) set-contention-size [$bstation($i) set mac_(0)] set-scheduler $bs_sched($i) [$bstation($i) set mac_(0)] set-channel [expr $i*2] set wimaxctrl($i) [new Agent/WimaxCtrl] $wimaxctrl($i) set-mac [$bstation($i) set mac_(0)] $ns attach-agent $bstation($i) $wimaxctrl($i) puts "Bstation: tcl=$bstation($i); id=[$bstation($i) id]; addr=[$bstation($i) nodeaddr] X=[expr 500.0 + $i*750.0] Y=1000.0" } $wimaxctrl(0) add-neighbor [$bstation(1) set mac_(0)] $bstation(1) $wimaxctrl(1) add-neighbor [$bstation(2) set mac_(0)] $bstation(2) $wimaxctrl(1) add-neighbor [$bstation(0) set mac_(0)] $bstation(0) $wimaxctrl(2) add-neighbor [$bstation(1) set mac_(0)] $bstation(1) # tạo các nút di động $ns node-config -wiredRouting OFF \ -macTrace ON; for {set i 0} {$i < $opt(nbBS)} {incr i} { # tạo nút tế bào Mac/802_16 set debug_ set m_node_($i) [$ns node [expr 2+$i].0.1] $m_node_($i) random-motion 0; $m_node_($i) base-station [AddrParams addr2id [$bstation($i) node-addr]] 78 $m_node_($i) set X_ [expr 500.0 + $i*750.0] $m_node_($i) set Y_ 1000.0 $m_node_($i) set Z_ 0.0 set clas_mn($i) [new SDUClaMSifier/Dest] [$m_node_($i) set mac_(0)] add-claMSifier $clas_mn($i) set MS_sched($i) [new WimaxScheduler/MS] [$m_node_($i) set mac_(0)] set-scheduler $MS_sched($i) [$m_node_($i) set mac_(0)] set-channel [expr $i*2] $multiFaceNode($i) add-interface-node $m_node_($i) puts "InitNode: tcl=$m_node_($i); id=[$m_node_($i) id]; addr=[$m_node_($i) node-addr] X=[expr 500.0 + $i*750.0] Y=1000.0" } Mac/802_16 set debug_ set wl_node [$ns node 2.0.2] ; $wl_node random-motion 0; $wl_node base-station [AddrParams addr2id [$bstation(0) node-addr]] ; $wl_node set X_ 500.0 $wl_node set Y_ 1310 $wl_node set Z_ 0.0 set clas_wl [new SDUClaMSifier/Dest] [$wl_node set mac_(0)] add-claMSifier $clas_wl set MS_sched_wl [new WimaxScheduler/MS] [$wl_node set mac_(0)] set-scheduler $MS_sched_wl [$wl_node set mac_(0)] set-channel $multiFaceNode_wl add-interface-node $wl_node puts "Mobile Node: tcl=$wl_node; id=[$wl_node id]; addr=[$wl_node node-addr] X=500.0 Y=1000.0" for {set i 0} {$i < $opt(nbBS) } {incr i} { $ns duplex-link $bstation($i) $router1 100MBit 15ms DropTail 1000 } for {set i 0} {$i < $opt(nbBS) } {incr i} { set nd_bs($i) [$bstation($i) install-nd] $nd_bs($i) set-router TRUE $nd_bs($i) router-lifetime 250 $ns at "$nd_bs($i) start-ra" set mih_bs($i) [$bstation($i) install-mih] set tmp2($i) [$bstation($i) set mac_(0)] ; $tmp2($i) mih $mih_bs($i) $mih_bs($i) add-mac $tmp2($i) 79 } for {set i 0} {$i < $opt(nbBS)} {incr i} { set nd_mn($i) [$m_node_($i) install-nd] set handover($i) [new Agent/MIHUser/IFMNGMT/MIPV6/Handover/Handover1] $nd_mn($i) set-ifmanager $handover($i) $multiFaceNode($i) install-ifmanager $handover($i) set mih($i) [$multiFaceNode($i) install-mih] set nd_mn($i) [$m_node_($i) install-nd] $handover($i) connect-mih $mih($i) set tmp3($i) [$m_node_($i) set mac_(0)] $handover($i) nd_mac $nd_mn($i) $tmp3($i) $tmp3($i) mih $mih($i) $mih($i) add-mac $tmp3($i) } set nd_mn_wl [$wl_node install-nd] set handover_wl [new Agent/MIHUser/IFMNGMT/MIPV6/Handover/Handover1] $multiFaceNode_wl install-ifmanager $handover_wl $nd_mn_wl set-ifmanager $handover_wl proc record {} { global sink0 sink1 sink2 f0 f1 f2 set ns [Simulator instance] set time 0.001 set bw0 [$sink0 set npkts_] set bw1 [$sink1 set bytes_] set now [$ns now] puts $f0 "$now [expr $bw0]" ;# /$time*8/1000000]" puts $f1 "$now [expr $bw1]" ;# /$time*8/1000000]" $sink1 set bytes_ $ns at [expr $now+$time] "record" } set mih_wl [$multiFaceNode_wl install-mih] $handover_wl connect-mih $mih_wl set tmp_wl [$wl_node set mac_(0)] $handover_wl nd_mac $nd_mn_wl $tmp_wl $tmp_wl mih $mih_wl $mih_wl add-mac $tmp_wl set udp_ [new Agent/UDP] $udp_ set packetSize_ 1500 set quiet if {$quiet == 0} { 80 puts "udp on node : $udp_" } set cbr_ [new Application/Traffic/CBR] $cbr_ set packetSize_ 1500 $cbr_ set interval_ 0.01 $cbr_ attach-agent $udp_ set null_ [new Agent/Null] if { $opt(mnSender) == 1} { $ns attach-agent $CN $null_ $multiFaceNode_wl attach-agent $udp_ $wl_node $handover_wl add-flow $udp_ $null_ $wl_node 2000 } else { $multiFaceNode_wl attach-agent $null_ $wl_node $handover_wl add-flow $null_ $udp_ $wl_node 2000 $ns attach-agent $CN $udp_ } set sink0 [new Agent/LoMSMonitor] set sink1 [new Agent/LoMSMonitor] $ns attach-agent $bstation(0) $sink0 $ns attach-agent $bstation(1) $sink1 $ns connect $sink0 $udp_ $ns connect $sink1 $udp_ $ns at 0.0 "record" $ns at [expr $moveStart - 1] "$cbr_ start" $ns at [expr $moveStop + 1] "$cbr_ stop" $ns at $moveStart "$wl_node setdest $X_dst $Y_dst $moveSpeed" $ns at $moveStop "finish" puts "Running simulation for $opt(nbMN) mobile nodes " $ns run puts "Simulation done." [...]... bằng cách chuyển các yêu cầu cho chuyển giao, các hoạt động thông thường khác; giúp ích cho mạng và trạm gốc bằng cách loại trừ giao di n vô tuyến và lưu lượng chuyển giao từ các MS không tích cực khi mà vẫn cung cấp một phương pháp đơn giản và hợp lí (gói) để báo cho MS về lưu lượng DL 1.5.3.2 Chuyển giao Có ba phương pháp chuyển giao được hỗ trợ trong chuẩn 802.16e- chuyển giao cứng (HHO), chuyển mạch... sử dụng di động cho các kênh con tương ứng mạnh nhất Lập lịch lựa chọn tần số có thể làm tăng dung lượng hệ thống với sự tăng vừa phải trong tiêu đề CQI ở UL 1.5.3 Quản lý tính di động Tuổi thọ của pin và chuyển giao là hai vấn đề then chốt của các ứng dụng di động WiMAX di động hỗ trợ chế độ Sleep và chế độ Idle cho phép hoạt động MS hiệu 26 quả về công suất WiMAX di động cũng hỗ trợ chuyển giao cho... mạng WiMAX 1.3.1 Kiến trúc mạng WiMAX Kiến trúc mạng Wimax chứa các thủ tục và các quy tắc để làm cách nào mà mạng hỗ trợ tính di động, bảo mật, tương tác mạng và nhận thực với một trạm thuê bao Wimax Hình 1.2: Mô hình tham chiếu mạng Wimax Việc miêu tả kiến trúc mạng được trình bày trong hình 1.3 Nó chứa các thực thể như các trạm thuê bao (di động) MS (MMS), mạng dịch vụ truy nhập ASN, và mạng dịch... công sở WiMAX cho phép kết nối băng rộng vô tuyến cố định, bán cố định (nomadic:người sử dụng có thể di chuyển nhưng cố định trong lúc kết nối), mang xách được (người sử dụng có thể di chuyển với tốc độ đi bộ) và cuối cùng là di động mà không cần thiết ở trong tầm nhìn thẳng (Line-of-Sight) trực tiếp tới một trạm gốc Trong một bán kính của một cell điển hình là từ 3 đến 10km, các hệ thống đã được Di n... phiên bản 2 (PKMv2) là cơ sở của an ninh WiMAX di động, được định nghĩa trong 802.16e Giao thức này quản lý an ninh MAC sử dụng các bản tin PKM-REQ/RSP Nhận thực PKM EAP, điều khiển mật hoá lưu lượng, trao đổi khoá chuyển giao và tất cả các bản tin an ninh đa hướng/quảng bá đều dựa vào giao thức này 28 • Nhận thực người sử dụng/thiết bị: WiMAX di động sử dụng giao thức IETF EAP để hỗ trợ nhận thực người... SIM, USIM hoặc chứng nhận số hoặc dựa vào username/paMSword Các phương pháp nhận thực EAP-SIM, EAP-AKA, EAP-TLS hoặc EAP-MSCHAPv2 tương ứng được hỗ trợ qua giao thức EAP Phương pháp chuyển khoá chỉ được giao thức EAP hỗ trợ • Mật hoá lưu lượng: AES-CCM là mật mã được sử dụng để bảo vệ tất cả dữ liệu người sử dụng trên giao di n MAC WiMAX di động Các khoá sử dụng để tạo mật mã được tạo ra từ nhận thực... gốc nhanh (FBMS), và chuyển giao phân tập macro (MDHO) Trong đó, HHO là bắt buộc còn FBMS và MDHO là hai chế độ tự chọn Di n đàn WiMAX đã triển khai một vài kỹ thuật để tối ưu hoá chuyển giao cứng trong chuẩn 802.16e Sự cải thiện này được triển khai với mục đích giữ trễ chuyển giao lớp 2 luôn nhỏ hơn 50 ms 27 Khi FBMS được hỗ trợ, MS và BS duy trì một danh sách các BS được bao hàm trong FBMS cùng với... định 1.1.3 Hoạt động WiMAX Thực tế WiMAX hoạt động tương tự WiFi nhưng ở tốc độ cao và khoảng cách lớn hơn nhiều Một hệ thống WiMAX gồm hai phần: + Trạm gốc WiMax: trạm gốc bao gồm thiết bị điện tử trong nhà và tháp WiMax Thông thường, một trạm gốc có thể phủ sóng trong bán kính 10 km (theo lý thuyết, một trạm gốc có thể phủ sóng trong bán kính 50 km) Mọi node vô tuyến bên trong vùng phủ sóng có... Di n đàn WiMAX (WiMAX Forum) chứng nhận sẽ có công suất lên tới 40Mbit/s mỗi kênh cho các ứng dụng truy cập cố định và mang xách được WiMax là công nghệ được được tối ưu hóa cho truyền dữ liệu tốc độ cao cho người sử dụng các dịch vụ cố định và di động Trong khi, 3G được tối ưu hóa cho dịch vụ giọng nói, còn truyền dữ liệu lại chậm hơn đối với người sử dụng cần di chuyển ở một tốc độ nhất định trong khu... ASN, và mạng dịch vụ kết nối CSN Hình 1.3 chứa các giao di n giữa các thực thể khác nhau 11 Các giao di n này định nghĩa các thủ tục và các giao thức và các liên kết logic, liên kết vật ly truy nhập các thực thể Hình 1.3: Kiến trúc mạng WiMAX trên cơ sở IP Các tiêu chuẩn mạng cho các hệ thống WiMAX được xây dựng trên một số nguyên tắc kiến trúc mạng cơ sở bao gồm: - Đảm bảo phân tách logic giữa các ... chuyển giao công nghệ wimax di động Đi sâu nghiên cứu phương pháp chuyển giao trình chuyển giao để tiến hành đánh giá hiệu suất phương pháp chuyển giao Chương III: Mô phương pháp chuyển giao Wimax. .. Mục tiêu đề tài Nghiên cứu phương pháp chuyển giao mạng wimax di động” tìm hiểu mạng WiMAX, phương pháp chuyển giao mạng WiMAX đánh giá độ trễ chuyển giao số mô hình mạng WiMAX Luận văn tốt... nghệ wimax di động Giới thiệu lịch sử, trình phát triển wimax hệ thống chuẩn 802.16 Tìm hiểu cấu trúc lớp vật lý (PHY) lớp MAC wimax di động Các đặc trưng tiên tiến Wimax di động Chương II: Phương