Chất lượng trải nghiệm cho dịch vụ video và thoại trên mạng 4g dựa vào các cơ chế điều khiển tài nguyên vô tuyến sử dụng ký thuật OFDMA

NGUYỄN VĂN MINH BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - Nguyễn Văn Minh KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG CHẤT LƯỢNG TRẢI NGHIỆM CHO DỊCH VỤ VIDEO VÀ THOẠI TRÊN MẠNG 4G DỰA VÀO CÁC CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN SỬ DỤNG KỸ THUẬT OFDMA LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG KHOÁ 2011B Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Văn Minh CHẤT LƯỢNG TRẢI NGHIỆM CHO DỊCH VỤ VIDEO VÀ THOẠI TRÊN MẠNG 4G DỰA VÀO CÁC CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN SỬ DỤNG KỸ THUẬT OFDMA Chuyên ngành : Kỹ thuật truyền thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Tiến sĩ Trương Thu Hương Hà Nội –2014 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MỞ ĐẦU LỜI NÓI ĐẦU CHƯƠNG I – GIỚI THIỆU CHUNG 10 1.1 Mạng di động hệ thứ (4G) 10 1.1.1 Giới thiệu 10 1.1.2 Định nghĩa mạng 4G 10 1.1.3 Động lực phát triển mạng 4G 11 1.1.4 Công nghệ LTE-Advanced mạng 4G 13 1.2 Công nghệ đa truy nhập LTE 21 1.2.1 Các kỹ thuật đa truy nhập cho OFDM 21 1.2.2 Phân tập đa người dùng điều chế thích nghi 26 1.2.3 Các kỹ thuật cấp phát tài nguyên OFDMA 32 1.3 Lập biểu, cấp phát tài nguyên hệ thống OFDMA 39 1.3.1 Chỉ thị chất lượng kênh (CQI) 39 1.3.2 Các thuật toán lập biểu tài nguyên 40 1.3.3 Tối ưu hóa lập biểu tài nguyên đường xuống hệ thống LTE 41 CHƯƠNG II – TẠI SAO LẠI CẦN QoE 48 2.1 Khái niệm QoS (Quality of Service) 48 2.2 QoE gì? .48 2.3 Mối quan hệ QoS QoE 48 2.4 Các phương pháp đo đạc QoE .51 2.4.1 Đặt vấn đề 51 2.4.2 Các phương pháp đánh giá QoE cho mạng 4G 52 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B 2.4.3 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Các mô hình tham chiếu dùng để đo đạc QoE 53 CHƯƠNG III – NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG THÍ NGHIỆM 56 3.1 Xây dựng mô hình thí nghiệm .56 3.1.1 Thiết lập sơ đồ khối hệ thống 56 3.1.2 Đo đạc thông số cần thiết 57 3.1.3 Đánh giá chất lượng Video dùng phương pháp phân tích chủ quan 58 3.2 Kết thí nghiệm 60 3.2.1 Phân tích hiệu suất mạng LTE 60 3.2.2 Phân tích QoE Video Streaming 67 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Lịch sử mạng di động 10 Hình 1.2: Dự án 3G ITU .11 Hình 1.3: Kiến trúc LTE 15 Hình1.4 : Ví dụ khối kết tập sóng mang 17 Hình 1.5 : Truyền dẫn đa điểm phối hợp 19 Hình 1.6: Chuyển tiếp LTE-Advanced 21 Hình 1.7: FDMA .22 Hình 1.8: Kết hợp FDMA TDMA 23 Hình 1.9: CDMA .24 Hình 1.10: Cấp phát sóng mang OFDMA 25 Hình 1.11: OFDM với 256 sóng mang OFDMA với 64 số 256 sóng mang sử dụng 26 Hình 1.12: PDF hmax 28 Hình 1.13: Cho K người dùng khác nhau, (a): dung lượng trung bình (b) tỉ lệ bit lỗi QPSK .29 Hình 1.14: Sơ đồ khối mã hóa điều chế thích nghi 30 Hình 1.15: Thông lượng theo SINR 31 Hình 1.16: Cấu trúc miền thời gian tần số đường xuống LTE [9] .39 Hình 1.17: Mối quan hệ , , [9] 42 Hình 1.18: Lựa chọn MCS SB n lựa chọn j*≤ , , không chọn ngược lại 44 Hình 2.1: Đánh giá theo hệ thị giác chủ quan người sử dụng 50 Hình 2.2: Mô hình tham chiếu đầy đủ 53 Hình 2.3: Mô hình tham chiếu rút gọn 54 Hình 2.4: Mô hình không tham chiếu .54 Hình 3.1: Sơ đồ khối hệ thống 56 Hình 3.2: Sơ đồ thí nghiệm .58 Hình 3.3: Trễ chiều tối thiểu cho gói tin UDP đường lên 60 Hình 3.4: Trễ chiều tối đa cho gói tin UDP đường lên 61 Hình 3.5: Trễ chiều trung bình cho gói tin UDP đường lên 61 Hình 3.6: Trễ gói liên tục nhỏ cho gói tin UDP đường lên .62 Hình 3.7: Trễ gói liên tục lớn cho gói tin UDP đường lên 62 Hình 3.8: Trễ gói liên tục trung bình cho gói tin UDP đường lên 63 Hình 3.9: Mất gói cho gói tin UDP đường lên 63 Hình 3.10: Trễ chiều tối thiểu cho gói tin TCP đường lên 64 Hình 3.11: Trễ chiều tối đa cho gói tin TCP đường lên 64 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 3.12: Trễ chiều trung bình cho gói tin TCP đường lên 65 Hình 3.13: Trễ gói liên tục nhỏ cho gói tin TCP đường lên .65 Hình 3.14: Trễ gói liên tục lớn cho gói tin TCP đường lên 66 Hình 3.15: Trễ gói liên tục trung bình cho gói tin TCP đường lên 66 Hình 3.16: Mất gói cho gói tin TCP đường lên 67 Hình 3.17: Giá trị MOS cho video TCP theo biến đổi trễ gói .68 Hình 3.18: Giá trị MOS cho video UDP theo biến đổi trễ gói .68 Hình 3.19: Độ lệch chuẩn cho biến đổi độ trễ 69 Hình 3.20:Giá trị MOS cho video TCP theo gói 70 Hình 3.21: Giá trị MOS cho video UDP theo gói 70 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Ý nghĩa ký hiệu 33 Bảng 2.1: Ánh xạ từ tham số QoS sang QoE dịch vụ truy nhập web sử dụng WAP/ xHTML mạng di động 52 Bảng 3.1 : Giá trị MOS cho biến đổi trễ gói tin 68 Bảng 3.2: Giá trị MOS cho gói 69 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Ý nghĩa QoS QoE LTE 4G OFDM OFDMA FDMA TDMA GSM GPRS UMTS HSDPA HSUPA WiMAX WLAN KPI Quality of Service Quality of Experience Long Term Evolution Generation Orthogonal Frequency Division Multiple Orthogonal Frequency Division Multiple Access Frequency Division Multiple Access Time Division Multiple Access Global System for Mobile General Packet Radio Service Universal Mobile Telecommunications System High-Speed Downlink Packet Access High-Speed Uplink Packet Access Worldwide Interoperability for Microwave Access Wireless Local Area Network Key Performance Indicator Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỞ ĐẦU a) Lý chọn đề tài Trong năm gần đây, thông tin di động lĩnh vực phát triển nhanh viễn thông Nhu cầu sử dụng người ngày tăng số lượng chất lượng, dịch vụ đa phương tiện ngày đa dạng như: thoại, video, hình ảnh liệu Mặc dù hệ thống thông tin di động hệ 2.5G hay 3G phát triển không ngừng nhà khai thác viễn thông lớn giới bắt đầu tiến hành triển khai thử nghiệm chuẩn di động hệ có nhiều tiềm trở thành chuẩn di động 4G tương lai, LTE (Long Term Evolution) Các thử nghiệm trình diễn chứng tỏ lực tuyệt vời công nghệ LTE khả thương mại hóa LTE Trong vòng hai thập kỷ vừa qua, khái niệm chất lượng dịch vụ (QoS: Quality of Service) đưa vào nhận thức đông đảo người sử dụng nhà cung cấp khai thác dịch vụ mạng QoS động lực thúc đẩy mạnh mẽ đầu tư nhà khai thác dịch vụ viễn thông tập trung cao độ cộng đồng nghiên cứu lĩnh vực mạng, hướng tới giải pháp có tính ổn định hiệu cao nhằm đảm bảo chất lượng cho dịch vụ qua mạng Tuy nhiên, bối cảnh nay, dịch vụ viễn thông ngày trở nên phổ biến thông dụng hơn, QoS không yếu tố mang tính định cạnh tranh chiếm lĩnh thị trường nhà cung cấp dịch vụ Theo xu hướng chung, yếu tố dần trở nên quan trọng để phân biệt mức độ đánh giá nhà cung cấp dịch vụ gói dịch vụ thiết lập tốt đến mức theo nhu cầu cá nhân người sử dụng, tùy chỉnh theo yêu cầu cá nhân khách hàng đến đâu để thỏa mãn tối đa yêu cầu họ Đây tiền đề dẫn đến khái niệm chất lượng trải nghiệm QoE (Quality of Experience), khái niệm đưa vào tranh cung cấp dịch vụ ngành công nghệ viễn thông Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật b) Mục đích nghiên cứu luận văn, đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục đích: Đưa mối tương quan chất lượng thoại video qua mức độ chênh lệch thông số delay, packet loss sử dụng thuật toán lập lịch, cấp phát tài nguyên vô tuyến Qua đánh giá chất lượng trải nghiệm cho dịch vụ video thoại cho mạng 4G Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Mạng 4G LTE xây dựng môi trường giả lập (Tìm hiểu mô hình thí nghiệm có) c) Tóm tắt cô đọng nội dung đóng góp tác giả - Nội dung chính: Bài luận văn tập trung nghiên cứu lý thuyết mạng 4G, LTE, OFDM, OFDMA, thuật toán lập lịch, thuật toán quản lý cấp phát tài nguyên vô tuyến, chất lượng trải nghiệm (Quality of Experience – QoE) Tìm hiểu hệ thống thí nghiệm triển khai đề tài đánh giá chất lượng trải nghiệm video qua mạng 4G LTE phương pháp chủ quan từ người sử dụng - Đóng góp mới: Luận văn đưa cách tiếp cận việc đánh giá chất lượng trải nghiệm dịch vụ thoại video mạng di động 4G LTE d) Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu thông qua tìm hiểu, so sánh, thống kê, đối chiếu, đưa đánh giá chất lượng trải nghiệm cho dịch vụ video thoại cho mạng 4G e) Kết luận Trong khoảng thời gian ngắn, việc nghiên cứu dừng lại việc tìm hiểu lý thuyết mạng 4G dựa vào chế điều khiển tài nguyên vô tuyến sử dụng kỹ thuật OFDMA phân tích công trình nghiên cứu chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE triển khai Hệ thống thí nghiệm triển khai dựa hiệu suất việc truyền video trực tiếp qua mạng LTE Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật LỜI NÓI ĐẦU Trong năm gần đây, thông tin di động lĩnh vực phát triển nhanh viễn thông Nhu cầu sử dụng người ngày tăng số lượng chất lượng, dịch vụđa phương tiện ngày đa dạng như: thoại, video, hình ảnh dữliệu Mặc dù hệ thống thông tin di động hệ 2.5G hay 3G phát triển không ngừng nhà khai thác viễn thông lớn giới bắt đầu tiến hành triển khai thử nghiệm chuẩn di động hệ có nhiều tiềm trở thành chuẩn di động 4G tương lai, đólà LTE (Long Term Evolution) Các nhà cung cấp dịch vụ luôn muốn người dùng có trải nghiệm tốt thiết bị 4G LTE họ Người sử dụng sẵn sang trả nhiều cho mạng truy cập có chất lượng tốt, băng thông cao Để đạt điều này, chất lượng dịch vụ (Quality of Service – QoS) đóng vai trò quan trọng QoS định rõ ưu tiên cho khách hàng/dịch vụ định khoảng thời gian mạng bị tắc nghẽn cao Trong năm qua, khái niệm QoS đưa vào nhận thức đông đảo người sử dụng nhà cung cấp khai thác dịch vụ mạng QoS động lực thúc đẩy mạnh mẽ đầu tư nhà khai thác dịch vụ viễn thông tập trung cao độ cộng đồng nghiên cứu lĩnh vực mạng, hướng tới giải pháp có tính ổn định hiệu cao nhằm đảm bảo chất lượng cho dịch vụ qua mạng Tuy nhiên, bối cảnh nay, dịch vụ viễn thông ngày trở nên phổ biến thông dụng hơn, QoS không yếu tố mang tính định cạnh tranh chiếm lĩnh thị trường nhà cung cấp dịch vụ Theo xu hướng chung, yếu tố dần trở nên quan trọng để phân biệt mức độ đánh giá nhà cung cấp dịch vụ gói dịch vụ thiết lập tốt đến mức theo nhu cầu cá nhân người sử dụng, tùy chỉnh theo yêu cầu cá nhân khách hàng đến đâu để thỏa mãn tối đa yêu cầu họ Đây tiền đề dẫn đến khái niệm chất lượng trải nghiệm QoE (Quality of Experience), khái Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Giống đề cập trên, thí nghiệm thực theo sơ đồ hình 3.2 với Client Sender, Server Receiver, mạng Ethernet song công tốc độ 100Mbps Hệ thống Client nhận gói tin từ Server qua mạng LTE thông qua Gateway Điểm đo (MP) kết nối Server Client MP trang bị cạc DAG, sử dụng để bắt lưu lượng phía Client Các traces thu thập lưu hệ thống Consumer (Người dùng) b) Phần mềm Wowza Media Server Phần mềm Wowza Media Server cài Server Đây phần mềm sử dụng để truyền tệp video audio qua mạng công cộng mạng cá nhân Nó truyền luồng video trực tiếp, Video theo yêu cầu (VoD), Video ghi lại Adobe Flash player Các Videos mã hóa theo định dạng phù hợp đặt Server theo tên đặc biệt Các videos sử dụng theo kiểu Video theo yêu cầu (VoD – Video on Demand) Những videos truy cập từ hệ thống Client sử dụng phần mềm VLC cài đặt c) Phần mềm VLC VLC phần mềm cài Client, dùng để xem lưu lại file videos truyền tới từ Server d) Các thông số Video Có loại videos sử dụng thí nghiệm, loại video có chuyển động nhanh loại video có chuyển động chậm Các video có chất lượng 720p High Definition với độ phân giải 1280 x 720 pixels e) Công cụ NetEm NetEm công cụ dùng để mô mạng thay đổi thông số: - Độ trễ (Delay) - Mất gói (Packet Loss) Phần mềm NetEm cung cấp kịch (mô hình) mạng có khoảng cách xa môi trường phòng thí nghiệm 59 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật f) Đánh giá Video Với mục đích phân tích chất lượng Video theo phương pháp chủ quan người sử dụng, tác giả thí nghiệm phát triển công cụ đánh giá (QoE of Video Streaming over LTE) với phương thức sau: - Người sử dụng xem trực tiếp video đánh giá chất lượng video theo thang điểm MOS (5 mức) - Sau lưu trữ lại bảng xếp hạng Video đánh giá 3.2 Kết thí nghiệm 3.2.1 Phân tích hiệu suất mạng LTE a) Gói tin UDP  Trễ chiều tối thiểu (Minimum OWD) Trễ chiều tối thiểu hiệu suất tốt cung cấp nhà điều hành mạng Hình 3.3: Trễ chiều tối thiểu cho gói tin UDP đường lên Hình 3.3 cho thấy trễ chiều cho gói tin UDP đường lên truyền qua mạng LTE Trễ chiều tối thiểu cho thấy hiệu suất tốt đạt cho gói tin có kích thước cụ thể tải trọng khác  Trễ chiều tối đa (Maximum OWD) OWD tối đa hiệu suất tồi mạng thời điểm cụ thể 60 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 3.4: Trễ chiều tối đa cho gói tin UDP đường lên Hầu hết OWD tối đa không vượt 200ms, giá trị lại rối loạn hệ thống thời điểm cụ thể OWD tồi 1060 ms  Trễ chiều trung bình (Mean OWD) Hình 3.5 cho thấy OWD trung bình cho giá trị payload khác tốc độ liệu khác OWD trung bình giá trị trung bình OWD tối thiểu tối đa Hình 3.5: Trễ chiều trung bình cho gói tin UDP đường lên  Trễ gói liên tục (IPD) nhỏ đường lên IPD nhỏ hiệu suất tốt mà nhà điều hành mạng cung cấp cho dịch vụ Ở tốc độ liệu thấp giá trị IPD tăng lên theo tăng kích thước liệu 61 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 3.6: Trễ gói liên tục nhỏ cho gói tin UDP đường lên  Trễ gói liên tục lớn đường lên Các giá trị IPD tối đa cho gói tin UDP hình 3.7 cho thấy tăng giảm không đồng Việc cần phải nghiên cứu thêm Hình 3.7: Trễ gói liên tục lớn cho gói tin UDP đường lên  Trễ gói liên tục trung bình đường lên IPD trung bình giá trị trung bình IPD tối thiểu IPD tối đa Hình 3.8 cho thấy giá trị IDP trung bình tăng tuyến tính với việc tăng kích thước gói tin tốc độ liệu thấp 62 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 3.8: Trễ gói liên tục trung bình cho gói tin UDP đường lên  Mất gói Sự mát gói tin UDP mạng LTE thể hình 3.9 Hình 3.9: Mất gói cho gói tin UDP đường lên b) Gói tin TCP  Trễ chiều tối thiểu (Minimum OWD) 63 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 3.10: Trễ chiều tối thiểu cho gói tin TCP đường lên Hình 3.10 cho thấy trễ chiều cho gói tin TCP đường lên truyền qua mạng LTE Trễ chiều tối thiểu cho thấy hiệu suất tốt đạt cho gói tin có kích thước cụ thể tải trọng khác  Trễ chiều tối đa (Maximum OWD) Hình 3.11: Trễ chiều tối đa cho gói tin TCP đường lên Hầu hết OWD tối đa không vượt 200ms, giá trị lại rối loạn hệ thống thời điểm cụ thể OWD tồi 1060 ms 64 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật  Trễ chiều trung bình (Mean OWD) Hình 3.12 cho thấy OWD trung bình cho giá trị payload khác tốc độ liệu khác OWD trung bình giá trị trung bình OWD tối thiểu tối đa Hình 3.12: Trễ chiều trung bình cho gói tin TCP đường lên  Trễ gói liên tục nhỏ IPD nhỏ hiệu suất tốt mà nhà điều hành mạng cung cấp cho dịch vụ Ở tốc độ liệu thấp giá trị IPD tăng lên theo tăng kích thước liệu Hình 3.13: Trễ gói liên tục nhỏ cho gói tin TCP đường lên 65 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật  Trễ gói liên tục lớn Các giá trị IPD tối đa cho gói tin UDP hình 3.14 cho thấy tăng giảm không đồng Việc cần phải nghiên cứu thêm Hình 3.14: Trễ gói liên tục lớn cho gói tin TCP đường lên  Trễ gói liên tục trung bình IPD trung bình giá trị trung bình IPD tối thiểu IPD tối đa Hình 3.15 cho thấy giá trị IDP trung bình tăng tuyến tính với việc tăng kích thước gói tin tốc độ liệu thấp Hình 3.15: Trễ gói liên tục trung bình cho gói tin TCP đường lên 66 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật  Mất gói Sự mát gói tin UDP mạng LTE thể hình 3.16 Hình 3.16: Mất gói cho gói tin TCP đường lên 3.2.2 Phân tích QoE Video Streaming Trong thí nghiệm này, có 30 đối tượng người yêu cầu đưa điểm MOS cho chuỗi 40 videos Những videos bao gốm video độ trễ gói khác UDP TCP, chọn theo kiểu video chuyển động nhanh chuyển động chậm (Rugby: video nhanh, Bunny: Video chậm) Các thang điểm MOS lưu trữ sở liệu Từ điểm MOS thu thập này, độ lệch chuẩn khoảng tin cậy tính toán thể đồ thị a) Trễ gói biến đổi  Gói tin TCP Giá trị MOS thu từ việc đánh giá chất lượng video chủ quan cho biến đổi độ trễ vẽ cho video nhanh chậm giao thức TCP 67 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình 3.17: Giá trị MOS cho video TCP theo biến đổi trễ gói  Gói tin UDP Hình 3.18 cho thấy giá trị MOS video nhanh chậm biến đổi độ trễ giao thức UDP Hình 3.18: Giá trị MOS cho video UDP theo biến đổi trễ gói Biến đổi trễ TCP Rugby TCP Bunny UDP Rugby UDP Bunny 150±0 4.15 4.62 4.04 150±10 3.41 4.19 4.04 3.92 150±25 3.31 4.19 3.85 3.84 150±75 2.92 4.08 3.65 3.31 150±100 1.96 2.5 3.31 3.08 Bảng 3.1 : Giá trị MOS cho biến đổi trễ gói tin 68 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ta thấy nhiều khác biệt việc xếp hạng MOS cho video nhanh chậm so sánh giao thức UDP TCP  Độ lệch chuẩn cho biến đổi độ trễ Hình 3.19: Độ lệch chuẩn cho biến đổi độ trễ Độ lệch chuẩn MOS thu cho biến đổi độ trễ gói tính đưa đồ thị hình 3.19 cho loại giao thức TCP, UDP cho loại video nhanh chậm Ta thấy rằng, biến đổi độ trễ tăng lên làm tăng độ lệch chuẩn Điều xuống cấp chất lượng video, người dùng trạng thái mơ hồ đánh giá chất lượng video b) Mất gói Điểm MOS đánh giá cho gói thể bảng 3.2 Mất gói TCP Rugby TCP Bunny UDP Rugby UDP Bunny 0% 3.96 3.88 3.904 3.97 2% 2.08 3.54 1.73 4% 1.62 2.42 1.2 1.68 6% 1.42 1.92 1.2 1.11 8% 1.961.35 2.5 1.58 Bảng 3.2: Giá trị MOS cho gói 69 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật  Mất gói giao thức TCP Hình 3.20:Giá trị MOS cho video TCP theo gói Từ đồ thị hình 3.20 ta thấy giá trị MOS giảm rõ rệt giá trị gói tăng lên 2% Những video có chuyển động nhanh (Tcp_Rg) bị đánh giá thấp mức nhiễu cao bị gói Do giao thức TCP truyền lại gói tin nên làm tắc nghẽn gói liệu video có chuyển động nhanh làm giảm chất lượng video  Mất gói giao thức UDP Hình 3.21: Giá trị MOS cho video UDP theo gói Từ đồ thị hình 3.21 ta thấy giá trị MOS giảm rõ rệt giá trị gói tăng lên 2% loại video nhanh chậm Điều truyền lại gói tin giao thức UDP 70 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Vấn đề chất lượng trải nghiệm cho dịch vụ video thoại mạng 4G đề tài mẻ cộng đồng nghiên cứu mạng di động giới Sau khoảng thời gian tìm hiểu thân, thời gian nghiên cứu nhiều, việc nghiên cứu dừng lại việc tìm hiểu lý thuyết mạng 4G dựa vào chế điều khiển tài nguyên vô tuyến sử dụng kỹ thuật OFDMA phân tích công trình nghiên cứu chất lượng trải nghiệm QoE mạng 4G LTE triển khai Hệ thống thí nghiệm triển khai dựa hiệu suất việc truyền video trực tiếp qua mạng LTE Toàn thí nghiệm chia thành phần Phần đầu đánh giá hiệu suất mạng LTE qua thông số OWD (One way Delay), IPD (Inter Packet Delay) Packet loss(Mất gói) đường lên mạng LTE Để làm điều này, nhóm nghiên cứu tạo lưu lượng giả lập với gói tin UDP TCP truyền từ sender đến receiver kích thước payload khác IPD (Inter Packet Delay) ngẫu nhiên Phần thứ hai đánh giá chất lượng video qua mạng LTE việc phân tích chủ quan từ người sử dụng Việc đánh giá chất lượng video dựa thay đổi thông số độ trễ gói trình bày chương III Công nghệ LTE triển khai nhiều Mỹ Canada với số khổng lồ 64.8 triệu thuê bao tính đến quý năm 2013 Công nghệ 4G nhiều nhà cung cấp dịch vụ, nhà vận hành mạng nhà cung cấp thiết bị gấp rút háo hức triển khai mạng 4G Nguyên nhân háo hức lợi nhuận to lớn mà dịch vụ liệu đem lại không nhà vận hành mạng di động, tổ chức, người dùng háo hức để chứng kiến sức mạnh kỳ diệu công nghệ 4G, để tận hưởng cảm giác sử dụng dịch vụ liệu với tốc độ chóng mặt Trong tương lai, hướng nghiên cứu ứng dụng đánh giá chất lượng video qua mạng 4G dựa chế điều khiển tài nguyên vô tuyến sử dụng kỹ thuật OFDMA 71 Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO Thông tin di động hệ Tác giả: TS Nguyễn Phạm Anh Dũng – Nhà xuất bưu điện – 2001 Hệ thống thông tin di động 3G xu hướng phát triển Tác giả: TS Đặng Đình Lâm, TS Chu Ngọc Anh, ThS Nguyễn Phi Hùng, ThS Hoàng Anh – Nhà xuất khoa học kỹthuật – 2004 Agilent Technologies (2009), 3GPP Long Term Evolution: System Overview, Product Development, and Test Challenges C.Gessner (2008), UMTS Long Term Evolution (LTE) Technology Introduction, Rohde-Schwarz D Kim, H Cai, and S Choi, “Measurement and Analysis of One-Way Delays over IEEE 802.16e/WiBro Network," in Vehicular Technology Conference Fall (VTC 2009-Fall), 2009 IEEE 70th, 2009, pp 1-5 Erik Dahlman, Stefan Parkvall, Johan Sköld, Per Beming (2007), 3G EVOLUTION: HSPA and LTE FOR for mobile broadband, Academic Press Farooq Khan (2009), LTE for 4G Mobile Broadband Air Interface Technologies and Performance, Cambridge University Press H.-J Kim, D.-G Yun, H.-S Kim, K.-S Cho, and S.-G Choi, "QoE assessment model for video streaming service using QoS parameters in wiredwireless network," in Advanced Communication Technology (ICACT), 2012 14th International Conference on, 2012, pp 459-464 Harri Holma, Antti Toskala (2009), LTE for UMTS – OFDMA and SCFDMA Based Radio Access, John Wiley & Sons Ltd 10 M L David Soldani and R Cuny, QoS and QoE Management in UMTS Cellular Systems West Sussex, UK: John Wiley and Sons Ltd, 2006 11 M Ries, P Froehlich, and R Schatz, "QoE evaluation of high-definition IPTV services," in Radioelektronika (RADIOELEKTRONIKA), International Conference, 2011, pp 1-5 72 2011 21st Nguyễn Văn Minh – KTTT3 – 2011B Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 12 S Hossen and N Islam, “QoS Performance Evaluation of Video Conferencing over LTE,” Master's thesis, Blekinge Institute of Technology, Sweden, 2012 13 W Jiao, L Cai and M Tao, “Competitive scheduling for OFDMA systems with guaranteed transmission rate," Elsevier Computer Communications, special issue on Adaptive Multicarrier Communications and Networks Avaliable online 29 August, 2008 (ishare.edu.sina.com.cn/download.php?fileid=11850428) 14 Các website tham khảo : www.Thongtincongnghe.com www.Vntelecom.org www.Tapchibcvt.gov.vn www.Tudiencongnghe.net www.Xahoithongtin.com 15 (2013) Website opnet.com [Online] Available: http://www.endace.com 73 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI Nguyễn Văn Minh CHẤT LƯỢNG TRẢI NGHIỆM CHO DỊCH VỤ VIDEO VÀ THOẠI TRÊN MẠNG 4G DỰA VÀO CÁC CƠ CHẾ ĐIỀU KHIỂN TÀI NGUYÊN VÔ TUYẾN... thuyết mạng 4G dựa vào chế điều khiển tài nguyên vô tuyến sử dụng kỹ thuật OFDMA phân tích công trình nghiên cứu chất lượng dịch vụ mạng 4G LTE triển khai Hệ thống thí nghiệm triển khai dựa hiệu... quan chất lượng thoại video qua mức độ chênh lệch thông số delay, packet loss sử dụng thuật toán lập lịch, cấp phát tài nguyên vô tuyến Qua đánh giá chất lượng trải nghiệm cho dịch vụ video thoại