1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Cải thiện chất lượng luồng VoIP trong mạng wimax

108 15 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Cấu trúc

  • Trang Bia

  • Trang 2

  • Trang 3

    • TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM

    • KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

    • ---------------- ---oOo---

      • CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

  • Trang 4

  • Trang 5

  • Noi Dung

    • MỤC LỤC

    • TỪ VIẾT TẮT

    • Chương 1 GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI

      • 1.1. Đặt vấn đề

      • 1.2. Tổng quan tình hình nghiên cứu

      • 1.3. Nội dung nghiên cứu

      • 1.4. Bố cục luận văn

    • Chương 2 TỔNG QUAN VỀ MẠNG WIMAX

      • Nhu cầu truyền dữ liệu không dây

      • 2.2. Những loại mạng dữ liệu không dây khác nhau

      • 2.3. WiMAX là gì

      • 2.4. Tiêu chuẩn IEEE 802.16

        • 2.4.1. Chuẩn hóa công nghệ WiMAX

        • 2.4.2. Đặc tính kỹ thuật của chuẩn IEEE 802.16

      • 2.5. Kiến trúc của mạng WiMAX

      • 2.6. Đặc điểm lớp vật lý

        • 2.6.1. OFDM

        • 2.6.2. OFDMA

        • 2.6.3. AAS

        • 2.6.4. MIMO

        • 2.6.5. AMC

        • 2.6.6. Kỹ thuật sửa lỗi trước (FEC)

        • 2.6.7. Sử dụng lại tần số

        • 2.6.8. HARQ

      • 2.7. Đặc điểm lớp MAC

      • 2.8. Ứng dụng của WiMAX

        • 2.8.1. Mạng dùng riêng

        • 2.8.2. Các mạng phục vụ cộng đồng

      • 2.9. Tình hình phát triển WiMAX trên thế giới

    • Chương 3 LỚP PHY VÀ LỚP MAC CỦA WIMAX

      • Lớp vật lý

      • 3.2. Lớp MAC

        • 3.2.1. Phân lớp hội tụ chuyên biệt dịch vụ

        • 3.2.2. Phân lớp phần chung MAC

          • 3.2.2.1. Địa chỉ và kết nối

          • 3.2.2.2. Định dạng MAC PDU

          • 3.2.2.3. Xây dựng và truyền MAC PDU

          • 3.2.2.4. Cơ chế ARQ

          • 3.2.2.5. Thiết lập kết nối và phát sóng

          • 3.2.2.6. Minislot

        • 3.2.3. Phân lớp bảo mật

    • Chương 4 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VoIP

      • Giới thiệu

      • 4.2. Nguyên lý làm việc

      • 4.3. Số hóa tín hiệu analog

      • 4.4. Một số giao thức chính

    • Chương 5 CHẤT LƯỢNG CUỘC GỌI VoIP

      • Điểm số ý kiến trung bình MOS

      • 5.2. R-Score

        • 5.2.1. Tỉ số tín hiệu trên nhiễu cơ bản, R0

        • 5.2.2. Hệ số tổn hao đồng thời, Is

        • 5.2.3. Hệ số suy hao trễ, Id

        • 5.2.4. Hệ số suy hao thiết bị, Ie

        • 5.2.5. Hệ số thuận lợi, A

        • 5.2.6. Giá trị mặc định

      • 5.3. Đánh giá chất lượng cuộc gọi từ R-score

      • 5.4. Độ nhạy trễ và mất gói của VoIP

        • 5.4.1. Ảnh hưởng của độ trễ

        • 5.4.2. Ảnh hưởng của độ mất gói

        • 5.4.3. Độ nhạy của R-Score đối với độ trễ và độ mất gói

    • Chương 6 ỨNG DỤNG VoIP TRONG MẠNG WiMAX

      • Xác suất khôi phục gói

        • 6.1.1. Giảm tải trọng, với kích thước mã cố định

        • 6.1.2. Tăng kích thước mã với tải trọng cố định

        • 6.1.3. Tăng cả kích thước tải trọng lẫn kích thước mã

      • 6.2. Cho phép cơ chế ARQ

      • 6.3. Kích thước MPDU tối ưu

      • 6.4. Cấp phát động minislot

    • Chương 7 MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ

      • Giải thuật mô phỏng

        • 7.1.1. Mô hình kênh truyền

        • 7.1.2. Thông số mô phỏng cho VoIP

      • 7.2. Kết quả mô phỏng cho VoIP

    • Chương 8 KẾT LUẬN

      • Kết luận

      • 8.2. Hướng phát triển đề tài

    • TÀI LIỆU THAM KHẢO

    • LÝ LỊCH TRÍCH NGANG

Nội dung

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐIỀN HÒA ANH VIỆT CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG LUỒNG VoIP TRONG MẠNG WiMAX Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS Phạm Hồng Liên Cán chấm nhận xét : TS Nguyễn Minh Hoàng Cán chấm nhận xét : TS Hồ Văn Khương Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 16 tháng 07 năm 2009 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày 02 tháng 02 năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: ĐIỀN HÒA ANH VIỆT Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 21/10/1981 Nơi sinh: TPHCM Chuyên ngành: Kỹ Thuật Điện Tử MSHV: 01406336 1- TÊN ĐỀ TÀI: Cải Thiện Chất Lượng Luồng VoIP Trong Mạng WiMAX 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: • • • Nghiên cứu tính lớp MAC WiMAX Nghiên cứu ảnh hưởng độ trễ độ gói chất lượng gọi VoIP Xây dựng mơ hình MPDU thích nghi nhằm nâng cao chất lượng gọi VoIP mạng WiMAX 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02/02/2009 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 03/07/2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Phạm Hồng Liên Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) KHOA QL CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) LỜI CÁM ƠN Tôi xin gửi đến Cô Phạm Hồng Liên lời cảm ơn chân thành Cô trực tiếp hướng dẫn, tạo điều thuận lợi tài liệu thiết bị để hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô Khoa Điện-Điện tử trường Đại học Bách Khoa, người truyền đạt kiến thức, định hướng nghiên cứu suốt khóa đào tạo sau đại học Cuối xin cảm ơn gia đình bạn bè giúp đỡ, động viên suốt trình học tập nghiên cứu Xin trân trọng ghi nhớ Điền Hịa Anh Việt TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Ngày nay, dịch vụ thời gian thực VoIP phổ biến nguồn doanh thu lớn nhà cung cấp dịch vụ mạng Những dịch vụ không hạn chế phạm vi mạng hữu tuyến mà mở rộng sang mạng không dây Một số công nghệ mạng không dây khai thác hỗ trợ ứng dụng băng thông thấp Tuy nhiên, công nghệ khơng có khả đáp ứng băng thơng cho nhiều ứng dụng multimedia WiMAX, công nghệ dựa chuẩn IEEE 802.16, hứa hẹn công nghệ truy cập khơng dây có khả hỗ trợ ứng dụng băng thông rộng Luận văn khai thác đặc tính linh hoạt cung cấp lớp MAC (Medium Access Control) WiMAX để tạo truyền MPDU (MAC Protocol Data Unit) nhằm hỗ trợ nhiều gọi VoIP Trong phạm vi luận văn này, nghiên cứu ảnh hưởng độ trễ độ gói lên chất lượng gọi VoIP (thường đánh giá thông số Rscore) Qua khảo sát, tơi nhận thấy độ gói nhạy độ trễ Do đó, tơi xây dựng giải pháp cho thu tỉ lệ gói thấp mà đảm bảo độ trễ giới hạn chấp nhận Các kỹ thuật FEC (Forward Error Correction), ARQ (Automatic Repeat Request), MPDU aggregation minislot allocation dùng kết hợp lại với để đạt cân độ trễ độ gói Chương trình mơ thực để kiểm chứng hiệu chế đề xuất Tơi giả lập mơ hình kênh truyền Markov ba trạng thái nghiên cứu chất lượng gọi hai tình có khơng có truyền lại Kết giải pháp có hồi tiếp kết hợp với truyền lại, aggregation MPDU với kích thước thay đổi chứng minh giải pháp hiệu làm gia tăng R-score khoảng 40% MỤC LỤC Chương GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tổng quan tình hình nghiên cứu 1.3 Nội dung nghiên cứu .3 1.4 Bố cục luận văn .4 Chương TỔNG QUAN VỀ MẠNG WIMAX 2.1 Nhu cầu truyền liệu không dây .6 2.2 Những loại mạng liệu không dây khác 2.3 WiMAX 2.4 Tiêu chuẩn IEEE 802.16 11 2.4.1 Chuẩn hóa cơng nghệ WiMAX 11 2.4.2 Đặc tính kỹ thuật chuẩn IEEE 802.16 12 2.5 Kiến trúc mạng WiMAX .13 2.6 Đặc điểm lớp vật lý 15 2.6.1 OFDM 15 2.6.2 OFDMA 15 2.6.3 AAS 16 2.6.4 MIMO 16 2.6.5 AMC 16 2.6.6 Kỹ thuật sửa lỗi trước (FEC) .17 2.6.7 Sử dụng lại tần số 18 2.6.8 HARQ 18 2.7 Đặc điểm lớp MAC .18 2.8 Ứng dụng WiMAX .20 2.8.1 Mạng dùng riêng .21 2.8.2 Các mạng phục vụ cộng đồng 24 2.9 Tình hình phát triển WiMAX giới 25 Chương LỚP PHY VÀ LỚP MAC CỦA WIMAX .26 3.1 Lớp vật lý .26 3.2 Lớp MAC 28 3.2.1 Phân lớp hội tụ chuyên biệt dịch vụ 29 3.2.2 Phân lớp phần chung MAC .31 3.2.3 Phân lớp bảo mật .49 Chương TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ VoIP 51 4.1 Giới thiệu .51 4.2 Nguyên lý làm việc 53 4.3 Số hóa tín hiệu analog 53 4.4 Một số giao thức 58 Chương CHẤT LƯỢNG CUỘC GỌI VoIP 63 5.1 Điểm số ý kiến trung bình MOS 63 5.2 R-Score 64 5.2.1 Tỉ số tín hiệu nhiễu bản, R0 66 5.2.2 Hệ số tổn hao đồng thời, Is 67 5.2.3 Hệ số suy hao trễ, Id 68 5.2.4 Hệ số suy hao thiết bị, Ie 69 5.2.5 Hệ số thuận lợi, A 70 5.2.6 Giá trị mặc định 70 5.3 Đánh giá chất lượng gọi từ R-score 71 5.4 Độ nhạy trễ gói VoIP 72 5.4.1 Ảnh hưởng độ trễ 72 5.4.2 Ảnh hưởng độ gói 74 5.4.3 Độ nhạy R-Score độ trễ độ gói 75 Chương ỨNG DỤNG VoIP TRONG MẠNG WiMAX 78 6.1 Xác suất khơi phục gói 78 6.1.1 Giảm tải trọng, với kích thước mã cố định 78 6.1.2 Tăng kích thước mã với tải trọng cố định 79 6.1.3 Tăng kích thước tải trọng lẫn kích thước mã 79 6.2 Cho phép chế ARQ 79 6.3 Kích thước MPDU tối ưu 80 6.4 Cấp phát động minislot 83 Chương MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 85 7.1 Giải thuật mô 85 7.1.1 Mơ hình kênh truyền 85 7.1.2 Thông số mô cho VoIP 85 7.2 Kết mô cho VoIP .85 Chương KẾT LUẬN 94 8.1 Kết luận 94 8.2 Hướng phát triển đề tài 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO .95 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .98 TỪ VIẾT TẮT VoIP Voice over Internet Protocol WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access AAS Adaptive Antenna System MIMO Multi Input Multi Output AMC Adaptive Modulation and Coding FEC Forward Error Correction ARQ Automatic Repeat-reQuest HARQ Hybrid Automatic Repeat-reQuest MAC Media Access Control PHY Physical MOS Mean Opinion Score MPDU MAC Protocol Data Unit MSDU MAC Service Data Unit UGS Unsolicited Grant Service GSM Global System for Mobile Communication GPRS General Packet Radio Service EDGE Enhanced Data Rates for GSM Evolution UMTS Universal Mobile Telecommunications System CDMA Code Division Multiple Access WAN Wide Area Network MAN Metropolitan Area Network LAN Local Area Network PAN Personal Area Network UWB Ultra Wideband PDA Personal Digital Assistant CPE Customer Premises Equipment SAP Service Access Point CID Connection IDentifier RTT Round-Trip Time FSN Frame Sequence Number BSN Block Sequence Number TDMA Time Division Multiple Access TDD Time Division Duplex ADSL Asymmetric Digital Subscriber Line LOS Line-Of-Sight BS Base Station SS Subscriber Station QPSK Quadature Phase Shift Keying QAM Quadrature Amplitude Modulation CRC Cyclic Redundancy Check CS Convergence Sublayer CPS Common Part Sublayer BER Bit Error Ratio ACK ACKnowledgement QoS Quality of Service PSTN Public Switched Telephone Network RTP Real-time Transport Protocol UDP User Datagram Protocol Chương Ứng Dụng VoIP Trong Mạng WiMAX HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên MPDU (chỉ chứa MSDU) khoảng 8-10 μs Mặt khác, thời lượng minislot tối thiểu tối đa ký hiệu vật lý (0,2 μs) 128 ký hiệu vật lý (25,6 μs), với tốc độ ký hiệu 20 Mbps Do đó, thời lượng minislot cấp phát đóng vai trị quan trọng gói VoIP Nếu minislot có thời lượng nhỏ kích thước MPDU tối thiểu cấp phát cho session khơng có cách để MPDU gửi minislot Do đó, loại cấp phát single slot dùng hiệu Option tốt cấp phát nhiều minislot cho người dùng để tránh lãng phí minislot Bây giờ, câu hỏi đặt nên gán minislot cho user nên dùng sách scheduling để giảm suy hao trễ Vì luồng VoIP có ngưỡng trễ 177,3 ms nên sách scheduling phải xem xét độ trễ mà luồng VoIP bị Do đó, tơi dùng sách scheduling trạm gốc tìm luồng VoIP đệm nó, tính tốn độ trễ MPDU luồng, gán minislot cho luồng bị delay nhiều Số lượng minislot gán cho thời lượng tất minislot cộng lại lớn MPDU phát Luận Văn Thạc Sĩ Trang 84 HV: Điền Hòa Anh Việt Chương Mô Phỏng Kết Quả HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên Chương MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 7.1 Giải thuật mơ Tơi thực chương trình mô để đánh giá hiệu thu kỹ thuật đề nghị (FEC, ARQ, aggregation, MPDU thích nghi) Thực đánh giá hai mơ hình thích nghi khơng thích nghi trạng thái kênh truyền để có so sánh cơng 7.1.1 Mơ hình kênh truyền Giả sử kênh truyền tn theo mơ hình Markov ba trạng thái Mỗi trạng thái đặc tính hóa số BER: • Trạng thái tốt có BER = 0,01 • Trạng thái trung bình có BER = 0,07 • Trạng thái xấu có BER = 1,0 7.1.2 Thông số mô cho VoIP Giả sử luồng VoIP tạo từ codec G.729a Chúng ta dùng codec thoại (ví dụ, G.711 AMR) Tuy nhiên, mục đích minh họa tính lớp MAC WiMAX khai thác cho luồng VoIP, bất chấp kỹ thuật mã hóa chúng Thông số mô cho bảng 7.1 Bảng 7.1 Thông số mô 7.2 Thông số mô dcodec dplayout dnetwork eplayout WiMAX minislot m Frame WiMAX ms Tốc độ ký hiệu Băng thông WiMAX Kết mô cho VoIP Giá trị 25 ms 60 ms 70 ms 0,005 m ký hiệu vật lý 0–7 5000 ký hiệu vật lý 20 Mbps 100 Mbps Trong hình 7.1a, tơi trình bày R-score cho mơ hình thích nghi khơng thích nghi khơng có lưu lượng cạnh tranh Luận Văn Thạc Sĩ Trang 85 HV: Điền Hịa Anh Việt Chương Mơ Phỏng Kết Quả HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên 90 mo hinh khong thich nghi mo hinh thich nghi 80 R-Score 70 60 50 40 30 20 200 400 600 800 1000 1200 So luong 1400 1600 1800 2000 Hình 7.1a R-score theo số luồng VoIP mo hinh khong thich nghi mo hinh thich nghi 4.5 3.5 MOS 2.5 1.5 0.5 0 200 400 600 800 1000 1200 So luong 1400 1600 1800 2000 Hình 7.1b MOS theo số luồng VoIP Luận Văn Thạc Sĩ Trang 86 HV: Điền Hịa Anh Việt Chương Mơ Phỏng Kết Quả HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên Chúng ta thấy rằng, với mơ hình thích nghi, R-score nâng cao khoảng 40%, điều chất lượng gọi gia tăng WiMAX cách dùng gộp chung ARQ phân lớp phần chung MAC Chúng ta ý rằng, với 2000 luồng, R-score 70, với 1500 luồng, R-score lớn 73 Trong hình 7.1b, tơi trình bày MOS cho mơ hình thích nghi khơng thích nghi khơng có lưu lượng cạnh tranh Chúng thấy rằng, với mơ hình thích nghi, MOS tăng đáng kể (trên 3,5), chất lượng gọi luồng VoIP nâng cao Tơi điều chỉnh mơ hình mơ đưa thêm session liệu khác tạo lưu lượng cạnh tranh với luồng VoIP Các đồ thị với lưu lượng cạnh tranh vẽ hình 7.2a 7.2b Chúng ta thấy rằng, có lưu lượng liệu khác, R-score MOS cho mô hình thích nghi cho kết tốt so với mơ hình khơng thích nghi 90 mo hinh khong thich nghi voi luu luong canh tranh mo hinh thich nghi voi luu luong canh tranh 80 R-Score 70 60 50 40 30 20 200 400 600 800 1000 1200 So luong 1400 1600 1800 2000 Hình 7.2a R-score với lưu lượng liệu cạnh tranh Luận Văn Thạc Sĩ Trang 87 HV: Điền Hòa Anh Việt Chương Mô Phỏng Kết Quả HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên mo hinh khong thich nghi voi luu luong canh tranh mo hinh thich nghi voi luu luong canh tranh 4.5 3.5 MOS 2.5 1.5 0.5 0 200 400 600 800 1000 1200 So luong 1400 1600 1800 2000 Hình 7.2b MOS với lưu lượng liệu cạnh tranh Kế tiếp, thay đổi số lần phát lại tối đa từ thành Chúng ta thấy rằng, với số lần phát lại cho phép, gói khơng khơi phục Trong trường hợp đó, gói bị drop Với mơ hình phát lại thế, tơi nghiên cứu suy hao gói trễ Tơi cố định số luồng VoIP 1000 tăng dần tỉ lệ lỗi kênh truyền Việc phát lại với gộp chung việc phát lại khơng có gộp chung nghiên cứu riêng Chúng ta thấy hình 7.3a 7.3b suy hao gói Ie khó bị ảnh hưởng gộp chung Tuy nhiên, suy hao trễ Id giảm nhiều gộp chung, hình 7.4a 7.4b (chú ý khác giá trị trục y hình 7.4a 7.4b) Trong hình 7.3b 7.4b, thấy suy hao gói lớn tăng tỉ lệ lỗi kênh truyền so với suy hao trễ phát lại có gộp chung Ngược lại, phát lại khơng có gộp chung, suy hao trễ lớn suy hao gói Điều minislot yêu cầu không dùng đầy đủ gói phát lại khơng có gộp chung Luận Văn Thạc Sĩ Trang 88 HV: Điền Hịa Anh Việt Chương Mơ Phỏng Kết Quả HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên 26 lan phat lai - khong gop chung lan phat lai - khong gop chung lan phat lai - khong gop chung 24 22 Ie 20 18 16 14 12 10 12 14 Ti le loi kenh truyen (%) 16 18 20 18 20 Hình 7.3a Suy hao gói khơng có gộp chung 26 lan phat lai lan phat lai lan phat lai 24 22 Ie 20 18 16 14 12 10 12 14 Ti le loi kenh truyen (%) 16 Hình 7.3b Suy hao gói có gộp chung Luận Văn Thạc Sĩ Trang 89 HV: Điền Hòa Anh Việt Chương Mô Phỏng Kết Quả HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên 30 lan phat lai - khong gop chung lan phat lai - khong gop chung lan phat lai - khong gop chung 28 Id 26 24 22 20 18 10 12 14 Ti le loi kenh truyen (%) 16 18 20 Hình 7.4a Suy hao trễ khơng có gộp chung 4.2 4.18 4.16 4.14 Id 4.12 4.1 4.08 4.06 lan phat lai lan phat lai lan phat lai 4.04 4.02 10 12 14 Ti le loi kenh truyen (%) 16 18 20 Hình 7.4b Suy hao trễ có gộp chung Luận Văn Thạc Sĩ Trang 90 HV: Điền Hòa Anh Việt Chương Mô Phỏng Kết Quả HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên Trong hình 7.5a 7.5b, tơi trình bày biến đổi R-score MOS theo tỉ lệ lỗi kênh truyền có khơng có gộp chung Chúng ta thấy hình 7.5a 7.5b có cải thiện R-score MOS, đặc biệt số lần phép phát lại Chúng ta thấy rằng, tỉ lệ lỗi kênh truyền tăng, hai ba lần phát lại Rscore MOS giảm nhiều so với lần phát lại Chúng ta thấy mơ hình phát lại có gộp chung cho giá trị R-score MOS tốt so với phát lại khơng có gộp chung Do đó, cần phải kết hợp hai tính (phát lại gộp chung) WiMAX để cải thiện chất lượng gọi VoIP 80 75 70 R-Score 65 60 55 lan phat lan phat lan phat lan phat lan phat lan phat 50 45 40 lai-khong gop chung lai-khong gop chung lai-khong gop chung lai-co gop chung lai-co gop chung lai-co gop chung 10 12 14 Ti le loi kenh truyen (%) 16 18 20 Hình 7.5a R-score theo tỉ lệ lỗi có khơng có gộp chung Trong hình 7.6a 7.6b, thấy R-score bị ảnh hưởng số luồng tăng lên Tỉ lệ lỗi kênh truyền giả sử 20% Đúng mong đợi, phát lại kết hợp với gộp chung cho R-score tốt Trong hình 7.6a, R-score trình bày khơng có gộp chung, cịn hình 7.6b, R-score trình bày với gộp chung Luận Văn Thạc Sĩ Trang 91 HV: Điền Hòa Anh Việt Chương Mô Phỏng Kết Quả HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên 4.5 3.5 MOS 2.5 lan phat lan phat lan phat lan phat lan phat lan phat 1.5 0.5 0 lai-khong gop chung lai-khong gop chung lai-khong gop chung lai-co gop chung lai-co gop chung lai-co gop chung 10 12 14 Ti le loi kenh truyen (%) 16 18 20 Hình 7.5b MOS theo tỉ lệ lỗi có khơng có gộp chung Sự gộp chung giúp đặt nhiều gói (MSDU) vào hàng đợi sẵn sàng để phát Việc dẫn đến suy hao trễ thấp cho luồng VoIP so với trường hợp khơng cho phép tính gộp chung Điều chứng minh việc sử dụng kỹ thuật gộp chung cho phép hỗ trợ nhiều luồng VoIP mà không ảnh hưởng đến chất lượng gọi Ngoài ra, thấy rằng, với mơ hình phát lại có gộp chung, mơ hình ba lần phát lại cho hiệu tốt tải thấp trung bình so với mơ hình hai lần phát lại, hiệu giảm số luồng tăng cao Nguyên nhân đằng sau việc cell, luồng VoIP chia sẻ băng thông backhaul chung Khi số luồng tăng lên cấp phát băng thơng cho luồng giảm Mặt khác, số lần phát lại số luồng tăng có nhiều gói hàng đợi backlog sẵn sàng để phát phát lại Việc làm tăng độ trễ cho gói tạo jitter đầu nhận, làm tăng suy hao trễ Vì R-score giảm suy hao trễ tăng nên thấy mơ hình ba lần phát lại tạo chất lượng gọi thấp tải tăng lên Luận Văn Thạc Sĩ Trang 92 HV: Điền Hịa Anh Việt Chương Mơ Phỏng Kết Quả HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên 80 lan phat lai-khong gop chung lan phat lai-khong gop chung lan phat lai-khong gop chung 70 R-Score 60 50 40 30 20 200 400 600 800 1000 1200 So luong 1400 1600 1800 2000 Hình 7.6a R-score theo số luồng khơng có gộp chung 80 70 R-Score 60 50 40 lan phat lai lan phat lai lan phat lai 30 20 200 400 600 800 1000 1200 So luong 1400 1600 1800 2000 Hình 7.6b R-score theo số luồng có gộp chung Luận Văn Thạc Sĩ Trang 93 HV: Điền Hòa Anh Việt Chương Kết Luận HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên Chương KẾT LUẬN 8.1 Kết luận • Trong cơng nghệ truy cập không dây phát triển, WiMAX bật lên cơng nghệ băng rộng đầy hứa hẹn hỗ trợ đa dạng dịch vụ thời gian thực Bởi mở rộng gọi VoIP mạng không dây chắn xảy nên nghiên cứu khả hỗ trợ VoIP WiMAX • Tơi đề nghị kết hợp kỹ thuật để khơng nâng cao chất lượng VoIP mà cịn để hỗ trợ nhiều gọi VoIP Những mơ hình đề nghị sử dụng tính linh hoạt lớp MAC, đặc biệt kích thước PDU Tơi cho phép ARQ, dùng FEC, xây dựng MPDU cách gộp chung nhiều MSDU cấp phát động nhiều minislot cho gọi VoIP • Chất lượng gọi VoIP nghiên cứu dựa đại lượng R-score Tôi khai thác khác độ nhạy R-score độ gói độ trễ để khơi phục nhiều gói tốt, chấp nhận độ trễ bị gia tăng • Các chương trình mơ chứng minh kỹ thuật dựa hồi tiếp kết hợp với phát lại, gộp chung MPDU kích thước biến đổi không làm tăng R-score (và dẫn đến tăng MOS) mà làm tăng số luồng VoIP 8.2 Hướng phát triển đề tài • Nghiên cứu nâng cao chất lượng cho dịch vụ thời gian thực khác mạng WiMAX dịch vụ video on demand, music on demand… • Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng thoại VoIP mạng WiMAX di động tìm cách nâng cao chất lượng gọi, tỉ lệ thiết lập gọi thành công, giảm tỉ lệ rớt gọi… • Phát triển thiết bị đầu cuối, thiết bị CPE cho hiệu tối đa dịch vụ VoIP mạng WiMAX Luận Văn Thạc Sĩ Trang 94 HV: Điền Hòa Anh Việt Tài Liệu Tham Khảo HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] http://www.wimaxforum.org, 2009 [2] Athina P Markopoulou, Fouad A Tobagi, Mansour J Karam, “Assessment of VoIP Quality over Internet Backbones”, Proc IEEE INFOCOM ’02, vol 1, pp 150-159, 2002 [3] Dionysia-Katerina Triantafyllopoulou, Nikos Passas, Alexandros Kaloxylos, “A Cross-Layer Optimization Mechanism for Multimedia Traffic over IEEE 802.16 Networks”, Proc 13th European Wireless Conf., 2007 [4] Catherine Boutremans, Gianluca Iannaccone, Christophe Diot, “Impact of Link Failures on VoIP Performance”, Proc 12th Int’l Workshop Network and Operating Systems Support for Digital Audio and Video, pp 63-71, 2002 [5] Wenyu Jiang, Henning Schulzrinne, “Comparison and Optimization of Packet Loss Repair Methods on VoIP Perceived Quality under Bursty Loss”, Proc 12th Int’l Workshop Network and Operating Systems Support for Digital Audio and Video, pp 73-81, 2002 [6] Yair Amir, Claudiu Danilov, Stuart Goose, David Hedqvist, Andreas Terzis, “An Overlay Architecture for High-Quality VoIP Streams”, IEEE Trans Multimedia, vol 8, no 6, pp 1250-1262, 12/2006 [7] S Perera, H Sirisena, “Contention-Based Negative Feedback ARQ for VoIP Services in IEEE 802.16 Networks”, Proc 14th IEEE Int’l Conf Networks, vol 2, pp 1-6, 09/2006 [8] Syed Ahson, Mohammad Ilyas, “WiMAX: Applications”, CRC Press, ISBN: 978-1-4200-4547-5, 2008 [9] Loutfi Nuaymi, “WiMAX: Technology for Broadband Wireless Access”, John Wiley & Sons, ISBN: 9780470028087, 2007 [10] IEEE Standard for Local and metropolitan area networks, Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems, ISBN 0-7381-4070-8 SS95246, 06/2004 Luận Văn Thạc Sĩ Trang 95 HV: Điền Hòa Anh Việt Tài Liệu Tham Khảo HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên [11] ITU-T Recommendation G.107, The E-Model: A Computational Model for Use in Transmission Planning, 03/2005 [12] ITU-T Recommendation G.113 – Appendix I, Provisional planning values for the equipment impairment factor Ie and packet-loss robustness factor Bpl, 05/2002 [13] R.G Cole, J.H Rosenbluth, “Voice over IP Performance Monitoring”, Computer Communication Review, vol 31, no 2, pp 9-24, 2001 [14] ITU-T Recommendation G.729, Coding of Speech at 8kbit/s using ConjugateStructure Algebraic-Code-Excited Linear Prediction (CS-ACELP), 01/2007 [15] Bernard Sklar, Digital Communications – Fundamentals and Applications, Second Edition, ISBN 0-13-084788-7, Prentice Hall, 2001 [16] Shamik Sengupta, Mainak Chatterjee, Samrat Ganguly, Rauf Izmailov, “Exploiting MAC Flexibility in WiMAX for Media Streaming”, Proceedings of the Sixth IEEE International Symbosium on a World of Wireless Mobile and Multimedia Networks, 2005 [17] Henrik Martikainen, Alexander Sayenko, Olli Alanen, Vitaliy Tykhomyrov, Optimal MAC PDU Size in IEEE 802.16, The 4th International Telecommunication Networking Workshop on QoS in Multiservice IP Networks, p 66-71, February 2008 [18] Akshay Garkel, Wireless VoIP Deployment, White paper, smartBridges, 2005 [19] Frank Ohrtman, WiMAX Handbook, McGraw-Hill, ISBN: 0-07-145401-2, 2005 [20] Syed Ahson, Mohammad Ilyas, WiMAX: Technologies, Performance Analysis, and QoS, CRC Press, ISBN: 978-1-4200-4525-3, 2008 [21] Dragos Niculescu, Samrat Ganguly, Kyungtae Kim, Rauf Izmailov, Performance of VoIP in a 802.11 Wireless Mesh Network, Proceedings IEEE Infocom, 1-4244-0222-0, 2006 [22] Paolo Dini, Oriol Font-Bach, Josep Mangues-Bafalluy, Experimental Analysis of VoIP Call Quality Support in IEEE 802.11 DCF, International Symposium on Communication Systems, Networks and Digital Signal Processing, July 2008 Luận Văn Thạc Sĩ Trang 96 HV: Điền Hòa Anh Việt Tài Liệu Tham Khảo HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên [23] Qiang Ni, Alexey Vinel, Yang Xiao, Andrey Turlikov, Tao Jiang, Investigation of Bandwidth Request Mechanisms under Point-to-Multipoint Mode of WiMAX Networks, IEEE Communications Magazine, 0163-6804, p.132-138, May 2007 [24] A Al-Naamany, H Bourdoucen, W Al-Menthari, Modeling and Simulation of Quality of Service in VoIP Wireless LAN, Journal of Computing and Information Technology – CIT 16, p 131-142, 2008 [25] Rossitza Goleva, Mariya Goleva, Dimitar Atamian, Tashko Nikolov, Kostadin Golev, VoIP Traffic Shaping Analyses in Metropolitan Area Networks, International Journal “Information Technologies and Knowledge” Vol 2, p.181-187, 2008 [26] Mohd Farhan Ngatman, Md Asri Ngadi, Johan M Sharif, Comprehensive Study of Transmission Techniques for Reducing Packet Loss and Delay in Multimedia over IP, IJCSNS International Journal of Computer Science and Network Security, Vol 8, No 3, p 292-299, March 2008 Luận Văn Thạc Sĩ Trang 97 HV: Điền Hòa Anh Việt Lý Lịch Trích Ngang HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: ĐIỀN HÒA ANH VIỆT Ngày sinh: 21/10/1981 Nơi sinh: Thành phố Hồ Chí Minh Địa liên lạc: 154/55/42A Âu Dương Lân, P3, Q8, TPHCM Điện thoại: 0902313932 Email: vietdha@vms.com.vn QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1996 – 1999 Học sinh trường PTTH chuyên Lê Hồng Phong TPHCM 1999 – 2004 Sinh viên trường Đại học Bách Khoa TPHCM Chương trình Đào tạo Kỹ sư Chất lượng cao (PFIEV) Chuyên ngành Viễn Thông Từ 2006 Học viên Cao học Trường Đại học Bách Khoa TPHCM Chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử Q TRÌNH CƠNG TÁC 3/2004 Thực tập tốt nghiệp Trung tâm Viễn thông Khu vực II (VTN2) Phòng Kỹ thuật 11/2004 – 8/2005 Kỹ sư điện tử Cơng ty TNHH T&T Security Phịng Thiết kế 11/2005 – 8/2008 Giảng viên Trường Đại học Bách Khoa TPHCM Khoa Khoa học ứng dụng Từ 9/2008 Kỹ sư Viễn Thông Trung tâm Thông tin di động Khu vực II (VMS2) Phòng Kỹ thuật – Khai thác Luận Văn Thạc Sĩ Trang 98 HV: Điền Hòa Anh Việt ... 01406336 1- TÊN ĐỀ TÀI: Cải Thiện Chất Lượng Luồng VoIP Trong Mạng WiMAX 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: • • • Nghiên cứu tính lớp MAC WiMAX Nghiên cứu ảnh hưởng độ trễ độ gói chất lượng gọi VoIP Xây dựng mơ... thuộc vào trạng tải mạng Mặc dù số mã hóa có khả hạn chế lỗi mức độ chất lượng gọi VoIP cịn nhạy giảm sút cơng mạng Duy trì gọi VoIP chất lượng tốt lại trở nên thách thức mạng IP mở rộng sang... WiMAX OFDMA WiMAX di cố định động Trang 12 HV: Điền Hòa Anh Việt Chương Tổng Quan Về Mạng WiMAX 2.5 HD: PGS.TS.Phạm Hồng Liên Kiến trúc mạng WiMAX Hình 2.4 Kiến trúc mạng WiMAX Để thiết lập mạng

Ngày đăng: 09/03/2021, 00:03

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

  • Đang cập nhật ...

TÀI LIỆU LIÊN QUAN