Một số phương pháp quản lý di động và cải thiện hiệu năng chuyển giao dọc

Một số phương pháp quản lý di động và cải thiện hiệu năng chuyển giao dọc Một số phương pháp quản lý di động và cải thiện hiệu năng chuyển giao dọc Một số phương pháp quản lý di động và cải thiện hiệu năng chuyển giao dọc luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN VĂN THỦY MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP QUẢN LÝ DI ĐỘNG VÀ CẢI THIỆN HIỆU NĂNG CHUYỂN GIAO DỌC Chuyên ngành: KỸ THUẬT TRUYỀN THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN HỮU THANH Hà Nội - Năm 2014 MỤC LỤC MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH SÁCH BẢNG BIỂU DANH SÁCH HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN GIAO DỌC 10 Định nghĩa phân loại chuyển giao 10 1.1 Định nghĩa 10 1.2.Phân loại chuyển giao 10 Chuyển giao dọc (VHO) 12 2.1 Thu thập thông tin chuyển giao 13 2.2 Quyết định chuyển giao 18 2.3 Thực chuyển giao 20 Các tham số đánh giá hiệu VHO 21 CHƯƠNG II: MỘT SỐ THUẬT TOÁN CHUYỂN GIAO 23 Thuật toán dựa tham số RSS 23 1.1 Phương pháp dựa thời gian lưu trú MN 24 1.2 Phương pháp dựa ngưỡng RSS 24 1.3 Phương pháp dựa trạng thái quét kênh 25 1.4 Phương pháp dự báo tham số RSS 26 Quyết định chuyển giao dựa tham số QoS 28 2.1 Phương pháp dựa băng thông khả dụng (BW) 29 2.2.Phương pháp dựa tham số SINR 30 2.3 Phương pháp dựa User profile 32 Quyết định chuyển giao dựa chức đánh giá 34 3.1 Đánh giá tiện ích người dùng 35 3.2 Chức đánh giá chi phí 36 3.3 Chức đánh giá mạng 37 Quyết định chuyển giao sử dụng mạng thông minh 38 4.1 Artificial Neural Network (ANN) 39 4.2 Fuzzy logic 40 4.3 VHO dựa giao thức thông minh 42 Phương pháp dựa bối cảnh 43 5.1 Phương pháp dựa Mobile Agent 45 5.2 Nhận biết bối cảnh sử dụng q trình phân tích phân cấp AHP 46 5.3 Phương pháp dự báo bối cảnh 47 5.4 Phương pháp hợp tác nhận biết bối cảnh 47 5.5 Phương pháp sử dụng MIH 48 Đánh giá phương pháp VHO 50 Phương pháp kết hợp Fuzzy Logic tham số QoS 54 7.1 Thu thập thông tin chuyển giao 55 7.2 Bước định trước chuyển giao 56 7.3 Thuật toán chuyển giao 57 7.4 Quyết định chuyển giao 59 7.5 Đánh giá kết 59 CHƯƠNG III: MỘT SỐ GIAO THỨC HỖ TRỢ CHUYỂN GIAO DỌC 64 Mobile IPv4 64 Mobile IPv6 66 FMIPv6 70 3.1 Dự báo chuyển giao 71 3.2 Phản ứng chuyển giao 72 FPMIPv6 72 4.1 Chuyển giao nhanh FPMIPv6 74 4.2 Phương pháp cải tiến FPMIPv6 77 KẾT LUẬN 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn tơi tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu thực hướng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Hữu Thanh Các đoạn trích dẫn số liệu sử dụng luận văn dẫn nguồn kết nghiên cứu thực tác giả, tổ chức, hiệp hội giới Trong q trình thực hiện, tơi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Hữu Thanh tận tình hướng dẫn giúp đỡ tơi q trình tìm hiểu, nghiên cứu hoàn thành luận văn Học viên Trần Văn Thủy DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt Dạng đầy đủ MN Mobile Node VHO Vertical Handover WLAN Wireless Local Area Network CoA Care of Address HoA Home of Address IPv4 Internet Protocol version IPv6 Internet Protocol version HA Home Agent CN Correspondent Node 10 FA Foreign Agent 11 RSS Received Signal Strength 12 QoS Quality of Service 13 QoE Quality of Experience 14 LTE Long Term Evolution 15 UMTS Universal Mobile Telecommunications System 16 GPRS General Packet Radio Service DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Các thơng số thu thập cho q trình VHO 14 Bảng 1.2: Các tham số định chuyển giao dọc 16 Bảng 2.1: Các phương pháp dựa RSS 27 Bảng 2.2: Các phương pháp VHO dựa QoS 34 Bảng 2.3: Các phương pháp VHO dựa chức đánh giá 39 Bảng 2.4: Các phương pháp VHO sử dụng mạng thông minh 44 Bảng 2.5: Các phương pháp VHO dựa bối cảnh 50 Bảng 2.6: Tổng hợp phương pháp VHO 53 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1: Phân loại chuyển giao 11 Hình 1.2: Thủ tục quản lý chuyển giao dọc 13 Hình 1.3: Phân loại phương pháp định VHA 18 Hình 1.4: Phân loại thuật toán chuyển giao dọc 20 Hình 1.5: Quản lý di động quản lý chuyển giao 22 Hình 2.1: Lưu đồ thuật tốn VHO dựa RSS 23 Hình 2.2: Sơ đồ VHO dựa QoS 29 Hình 2.3: Lưu đồ thuật toán VHO dựa SINR 31 Hình 2.4: Lưu đồ trình VHO dựa chức đánh giá 35 Hình 2.5: Cấu trúc chế hoạt động phương pháp VHO sử dụng mạng thông minh 40 Hình 2.6: Lưu đồ thực chuyển giao sử dụng Fuzzy logic 41 Hình 2.7: Cơ chế phương pháp nhận thức bối cảnh 44 Hình 2.8: Cấu trúc MIHF 49 Hình 2.9: Sơ đồ cấu trúc phương pháp kết hợp Fuzzy logic RSS 55 Hình 2.10: Sơ đồ thuật tốn định chuyển giao 58 Hình 2.11: Hàm tương quan tham số định chuyển giao 58 Hình 2.12: Kết so sánh thời gian chuyển giao 61 Hình 2.13: Kết so sánh độ cân tải 62 Hình 2.14: Kết so sánh tỷ lệ rớt gọi 63 Hình 3.1: Cấu trúc MIPv4 65 Hình 3.2: Thủ tục chuyển giao MIPv4 65 Hình 3.3: Cấu trúc MIPv6 67 Hình 3.4: Nguyên lý hoạt động MIPv6 68 Hình 3.5: Thủ tục chuyển giao MIPv6 69 Hình 3.6: Cơ chế FMIPv6 71 Hình 3.7: Kiến trúc mạng EPC 74 Hình 3.8: Thủ tục chuyển giao sử dụng FPMIPv6 75 Hình 3.9: Thủ tục chuyển giao sử dụng FMPIPv6 cải tiến 79 Hình 3.10: Độ trễ chuyển giao trung bình Predictive and Reactive HO 82 Hình 3.11: Đánh giá hiệu suất độ trễ giới hạn 83 LỜI MỞ ĐẦU Ngày công nghệ mạng không dây phát triển mạnh với mục tiêu cung cấp dịch vụ “mọi lúc, nơi” với chất lượng tốt phù hợp với nhu cầu người dùng Xu phát triển mạng không dây hướng tới hội tụ tất mạng dựa tảng IP để tạo thành mạng hệ NGN Cùng với nhu cầu sử dụng người dùng ngày tăng, thiết bị di động hỗ trợ nhiều giao diện vô tuyến, nhà khai thác cung cấp dịch vụ khác để đáp ứng chất lượng dịch vụ QoS tăng chất lượng trải nghiệm QoE tới người dùng Tuy nhiên nhà cung cấp đáp ứng nhu cầu ngày lớn người dùng, đặc biệt thiết bị di động người dùng di chuyển vùng cung cấp dịch vụ nhà mạng Thiết bị di động người dùng chuyển kết nối mạng khác để đảm bảo đáp ứng nhu cầu chất lượng dịch vụ Quá trình trình chuyển giao dọc mạng không dây để đảm bảo QoS QoE cung cấp dịch vụ cho người dùng Xu chung hệ thống mạng di động dựa kiến trúc IP sử dụng nhiều công nghệ truy nhập khác Trong môi trường mạng không dây không đồng vây, việc hỗ trợ chuyển giao quản lý di động vấn đề quan trọng Với nhu cầu sử dụng dịch vụ ngày lớn người dùng, yêu cầu chất lượng dịch vụ cao Người dùng không cần đáp ứng nhu cầu kết nối “mọi lúc nơi” mà phải đảm bảo kết nối tốt nhất, phù hợp với nhu cầu sử dụng dịch vụ họ Để đáp ứng nhu cầu này, nhà cung cấp cần phải giải vấn đề tính di động thiết bị người dùng, đảm bảo người dùng cung cấp chất lượng dịch vụ tốt tất nơi, đặc biệt họ di chuyển, kết nối sang mạng khơng dây khác Trong quản lý tính di dộng người dùng, vấn đề quản lý chuyển giao quan trọng Chuyển giao chìa khóa cho mạng di động không dây phát triển Không giải tốn chuyển giao khơng giải vấn đề tính di động thiết bị người dùng mạng khơng dây Chuyển giao mấu chốt vấn đề quản lý di động, đặc biệt thực chuyển giao dọc mạng không dây khác Chuyển giao dọc xu nghiên cứu phát triển ngành truyền thơng di động giới Nó dần chuẩn hóa bới tổ chức, hiệp hội truyền thông lớn 3GPP, 3GPP2, IEEE… Khi chuyển giao dọc nhiều kết nối, giao diện mạng khác đảm bảo, người dùng lựa chọn sử dụng đồng thời kết nối di chuyển để đảm bảo chất lượng dịch vụ hay để phù hợp với nhu cầu sử dụng dịch vụ Đề tài “Một số phương pháp quản lý di động cải thiện hiệu chuyển giao dọc” tập trung nghiên cứu số phương pháp sử dụng chuyển giao dọc mạng không dây Nội dung đề tài gồm chương:  Chương I: Tổng quan chuyển giao dọc  Chương II: Một số thuật toán chuyển giao dọc  Chương III: Một số giao thức hỗ trợ chuyển giao mạng không dây MN dựa thông tin cung cấp từ ANDSF thực trình chuyển giao sử dụng giao thức FMIPv6, lựa chọn chuyển kết nối sang mạng thích hợp Hình 3.7: Kiến trúc mạng EPC 4.1 Chuyển giao nhanh FPMIPv6 Phương pháp chuyển giao nhanh FPMIPv6 bao gồm bước thực chuyển giao chính: Dự báo chuyển giao (Predictive HO) phản ứng chuyển giao (Reactive HO) Quá trình chuyển giao bắt đầu MN liên lạc với cổng tiền truy nhập di động PMAG (Previous Mobility Access Gateway) thông qua mạng truy nhập trước PAN Trong dự báo chuyển giao MN phát sinh nhu cầu chuyển giao, khởi tạo thủ tục chuyển giao cách gửi tin chuyển giao đến PMAG thông qua PAN Trong phản ứng chuyển giao, MN yêu cầu chuyển giao, thực tái nhập cảnh vào NMAG qua mạng truy nhập NAN Sau NMAG khởi tạo thủ tục chuyển giao trước MN thông báo yêu cầu chuyển giao đến 74 MAG Các PMAG NMAG kết nối thông qua LMA (Local Mobility Anchor) Hình 3.8 : Thủ tục chuyển giao sử dụng FPMIPv6 a) Dự báo chuyển giao (Predictive HO) - Q trình dự báo chuyển giao FPMIPv6 mơ tả Hình 3.8 a Trong thủ tục MN có thơng tin cơng nghệ truy nhập mạng mục tiêu nhận dạng mạng truy nhập MN liên hệ trực tiếp với mạng mục tiêu cách bắt tay với ANDSF trước thủ tục chuyển giao khởi xướng - MN liên lạc với PAN thông qua PMAG Nếu MN phát cần thiết để thực chuyển giao, MN gửi tin yêu cầu chuyển giao HI (Handover Indication message) đến PMAG thông báo nhu cầu thực chuyển giao PMAG nhận tin yêu cầu chuyển giao gửi tiếp tin khởi tạo chuyển giao HI (Handover Initiate) đến NMAG khởi tạo đệm liệu gói - Giả lập NMAG PMAG có đầy đủ thơng tin ( ID, Proxy CoA…) tất MAG khác tồn mạng PMAG truyền tin HI cho NMAG để thông báo khởi tạo chuyển giao tới mạng mục tiêu Sau NMAG gửi tin phản hồi xác nhận chuyển giao HAck (Handover Acknowledge) đến PMAG - Sau tin thông báo trao đổi, IP Tunnel chiều thiết lập Proxy CoA PMAG Proxy CoA NMAG Sau IP Tunnel 75 thành lập, PMAG chuyển gói tin liệu đệm đến NMAG Khi thủ tục chuẩn bị chuyển giao phía SN (Serving Network) hồn thành, sau MN thực chuyển giao đến mạng truy nhập NAN (New Access Network) Sau chuyển giao đến mạng mới, kết nối MN NAN, NAN với NMAG thiết lập NMAG chuyển tiếp đệm liệu gói tới MN - Tiếp NMAG gửi tin PBU (Proxy Binding Update) đến LMA LMA truyền tin PBA (Proxy Binding Acknowledgement) xác nhận gửi NMAG Thủ tục dự đốn chuyển giao hồn thành với việc cập nhật địa PBU b) Phản ứng chuyển giao (Reactive HO) - Thủ tục phản ứng chuyển giao FPMIPv6 mơ tả Hình 3.8 b Khi MN yêu cầu chuyển giao, MN thực tái nhập cảnh vào mạng cách thiết lập kết nối với NMAG Sau NMAG khởi xướng thủ tục chuyển giao trước MN gửi thông báo chuyển giao đến PMAG - Giả lập tất MAG có đầy đủ thơng tin (ID, Proxy CoA) MAG cịn lại mạng Do NMAG có đầy đủ thơng tin PMAG nên NMAG truyền tin khởi tạo chuyển giao HI trực tiếp tới PMAG Sau PMAG gửi tin Hack xác nhận tin HI NMAG - Sau thủ tục xử lý báo hiệu, IP Tunnel chiều thiết lập Proxy CoA PMAG Proxy CoA NMAG Sau PMAG chuyển tiếp liệu gói đến NMAG qua IP Tunnel này, NMAG chuyển tiếp liệu đến MN - NMAG phát tin PBU đến LMA, LMA gửi tin PBA phản hồi lại NMAG Thủ tục phản ứng chuyển giao hoàn thành với việc cập nhập địa PBU Nhược điểm FPMIPv6 - FPMIPv6 hoạt động giả thiết MAG có tất thơng tin MAG cịn lại mạng thơng tin sử dụng MAG khác thực FPMIPv6 Tuy nhiên NMAG nằm mạng 76 ngồi sử dụng cơng nghệ truy nhập khơng đồng nhất, thơng tin bị NMAG thu hồi trước MAG sử dụng - Proxy CoA NMAG không gọi MAG mạng không đồng không trực tiếp trao đổi tín hiệu điều khiển chủ động quản lý tin Trong trường hợp MN thực VHO từ LTE sang Wimax, PMAG mạng LTE không nhận biết Proxy CoA NMAG mạng Wimax - Nhược điểm trình chuyển tiếp tin liệu gói Nếu q trình chuyển tiếp liệu chuyển giao thực Proxy CoA, PMAG, NMAG xảy tượng tải Router Proxy CoA PMAG + Quá trình chuyển tiếp liệu gói u cầu thơng lượng lớn tin báo hiệu FPMIPv6 + Các gói liệu từ nhiều người dùng chuyển qua PMAG Proxy CoA gây độ trễ chuyển tiếp liệu lưu lượng tải lớn Do gói tin chuyển tiếp tới MN chuyển trực tiếp tới Proxy CoA NMAG tương ứng mà không thông qua Proxy CoA PMAG 4.2 Phương pháp cải tiến FPMIPv6 Để giải vấn đề nêu trên, tin bổ sung để tăng cường hoạt động FPMIPv6 Các tác giả [3] nghiên cứu đưa phương phải cải tiến FPMIPv6 cách bổ sung thêm tin:  HPAR (HO Packet-forwarding Address Request) - Bản tin HPRA sử dụng để yêu cầu chuyển tiếp gói tin địa chuyển giao HPA (HO Packet-forwarding Address) NMAG dự báo chuyển giao sở liệu LMA khơng có HPA NMAG mạng mục tiêu - HPA Proxy CoA NMAG, sử dụng để trực tiếp nhận gói tin chuyển tiếp khơng cần thông qua Proxy CoA PMAG - HPAR bao gồm dấu hiệu dẫn: Flag A, Flag B, Flag C, Flag D + Flag A: Cho biết định danh MN tin HPAR + Flag B: Cho biết địa HoA MN + Flag C: Cho biết định danh địa MAC MN 77 + Flag D: Cho biết định danh trạm phát sóng mạng mục tiêu nhận từ MN Các thông tin tương ứng với dẫn liệt kê sau Flag  HPAP (HO Packet-forwarding Address Response) - Bản tin phản hồi chuyển tiếp gói tin HPAP sử dụng để phản hồi tin HPAR Bản tin HPAP có trường thơng tin dùng để: + Chỉ số lượng NMAG có sẵn thông tin HPA + Liệt kê thông tin tương ứng HPA NMAG mạng  FPBU (Fast Proxy Binding Update) - Bản tin FPBU dùng để thiết lập kết nối nhanh chóng MAG LMA FPBU bao gồm nhãn phụ: + Flag S: Được sử dụng để thiết lập (Flag S = 1) giải phóng (Flag S = 0) kết nối liên kết MAG LMA + Flag F: Được sử dụng để điều khiển đệm liệu gói LMA + Flag H: Được thiết lập để tin FPBU bao gồm thông tin HPA NMAG, lấy từ sở liệu qua tin trao đổi với HPAR, HPAP  FPBA (Fast Proxy Binding Acknowledgement) - FPBA tin phản hồi yêu cầu kết nối tin FPBU, chấp nhận hay từ chối yêu cầu kết nối ràng buộc Bằng cách sử dụng tin FPBU, FPBA, HPAR, HPAP, PMAG NMAG giao tiếp phát thông tin HPA Điều cho phép chuyển tiếp liệu trực tiếp từ NMAG đến LMA 4.2.1 Cơ chế FPMIPv6 cải tiến Predictive HO - Thủ tục dự báo chuyển giao mô tả Hình 3.9 a Đầu tiên MN giao tiếp với PAN qua PMAG Nếu MN phát cần thiết chuyển giao, MN phát tin yêu cầu chuyển giao HI tới PMAG thông qua PAN 78 - PMAG nhận tin HI phát tin FPBU ( với Flag S = 0) để yêu cầu giải phóng kết nối PMAG LMA, sau LMA khởi tạo đệm liệu gói tìm kiếm HPA NMAG sở liệu + Trường hợp LMA khơng có thơng tin HPA NMAG (Case 1), LMA tạo truyền tin HARP đến NMAG yêu cầu cung cấp trực tiếp thông tin HPA NMAG truyền tin HPAP (bao gồm thông tin HPA) đến LMA Sau LMA có thơng tin HPA NMAG, LMA truyền tin FPBU ( Flag S = 1) đến NMAG để thiết lập kết nối + Nếu LMA có thơng tin HPA, LMA truyền tin FPBU ( Flag S =1) đến NMAG để kết nối - Thủ tục kết nối MN NMAG, NMAG LMA thực đồng thời Để tránh gián đoạn đệm liệu gói gói tin liệu nhận, q trình chuyển đổi đường dẫn liệu với mạng mục tiêu không thực - Sau kết nối thiết lập, LMA chuyển tiếp gói liệu đệm thủ tục chuyển giao đến MN Sau tất đệm liệu gói LMA chuyển hết đến MN, đường dẫn liệu chuyển đổi sang mạng mục tiêu gói liệu IP gửi trực tiếp tới MN Hình 3.9 : Thủ tục chuyển giao sử dụng FMPIPv6 cải tiến 79 Reactive HO - Thủ tục phản ứng chuyển giao thể Hình 3.9 b Khi MN yêu cầu chuyển giao, MN thực tái nhập cảnh với NAN NMAG Sau NMAG khởi tạo thủ tục chuyển giao trước thông báo cho MN cần thiết chuyển giao đến PMAG - Sau thủ tục tái nhập cảnh MN hoàn thành, NMAG truyền tin FPBU với Flag S = mang thông tin HPA NMAG LMA khởi tạo đệm liệu gói giải phóng kết nối mạng trước cách sử dụng tin FPBU với Flag S = - Để tránh gián đoạn liệu đệm liệu nhận, trình chuyển đường dẫn liệu đến mạng mục tiêu thực sau LMA hoàn thành chuyển tiếp đệm đến MN 4.2.2 Đánh giá kết - Mơ hình đánh giá MN thực chuyển giao từ mạng LTE sang mạng không dây không đồng (Wimax, Wifi…) - Thơng thường gói tin tín hiệu nhỏ có kích thước.Do so với thời gian truyền gói tin (thời gian yêu cầu cho gói tin xử lý máy chủ) độ trễ lan truyền trở thành nhân tố chủ yếu gây độ trễ chuyển giao - Giả định khoảng cách từ NMAG PMAG đến LMA tương đương nhau, độ trễ lan truyền PBU (TPBU), PBA (TPBA), FPBU (TFPBU), FPBA (TFPBA), HPAR (THPAR), HPAP (THPAP) xét TLMA-MAG (độ trễ lan truyền từ LMA đến MAG) kể từ tin trao đổi NMAG LMA PMAG LMA - Các gói tín hiệu trao đổi MAG (TMAG-MAG) cần phải định tuyến thông qua LMA, độ trễ lan truyền tin HI (THI), Hack (THack) TMAGMAG 2TLMA-MAG Trong mô phỏng, thời gian thiết lập kết nối Tconn thiết lập TMAG-MN, (độ trễ lan truyền từ MAG đến MN) Độ trễ chuyển tiếp gói liệu Tdf = 10 ms, TMAG-MN = 0.5 ms 80 - Trong dự đốn chuyển giao, độ trễ tín hiệu chuyển giao (THO, Pre) độ trễ chuyển tiếp liệu gói (TDF, Pre) thể cơng thức 3.1, 3.2 THO ,Pr e  Th.ind  THI  THAck  Tconn  TPBU  TPBA (3.1) TDF ,Pr e  2Tdf  TMAG  MAG  TMAG  MN (3.2) + Độ trễ báo hiệu chuyển giao TE-HO, Pre độ trễ chuyển tiếp liệu TE-DF, Pre thể theo công thức 3.3, 3.4 TE  HO ,Pr e  Th.ind  2TFPBU  2TFPBA  Tconn  (THPAR  THPAP ) (3.3) TE  DF ,Pr e  2Tdf  TLMA  MAG  TMAG  MN (3.4) - Trong phản ứng chuyển giao độ trễ tín hiệu chuyển giao (THO, Rea) độ trễ chuyển tiếp liệu gói (TDF, Rea) thể công thức 3.5, 3.6 THO ,Re a  Tconn  THI  THAck  TPBU  TPBA (3.5) TDF ,Re a  2Tdf  TMAG  MAG  TMAG  MN (3.6) Độ trễ báo hiệu chuyển giao TE-HO, Rea độ trễ chuyển tiếp liệu TE-DF, Rea thể theo công thức 3.7, 3.8 TE  HO ,Re a  Tconn  2TFPBU  2TFPBA (3.7) TE  DF ,Re a  2Tdf  TLMA MAG  TMAG  MN (3.8) - Tổng thời gian trễ chuyển giao sử dụng + FPMIPv6 (TFPMIPv6,x): TFPMIPv6,x  THO , x  TDF , x với x = Pre, Rea + FPMIPv6 cải tiến: TE-FPMIPv6,x  TE  HO , x  TE  DF , x Với giả định TPBU = TPBA = TFPBU = TFPBA = THPAR = THPAP = TLMA-MAG THI = THack = TMAG-MAG = 2TLMA-MAG sử dụng công thức 3.5-3.8 ta thấy TFPMIPv6,x  TE-FPMIPv6,x  3TLMA  MAG TFPMIPv6 ,x > TE-FPMIPv6,x - Hình 3.10 cho thấy tổng độ trễ dự đoán chuyển giao phản ứng chuyển giao với thay đổi TLMA-MAG Độ trễ chuyển giao tỷ lệ thuận với độ trễ lan truyền tín hiệu từ LMA đến MAG (TLMA-MAG) 81 Hình 3.10 : Độ trễ chuyển giao trung bình Predictive and Reactive HO + Trong dự đoán chuyển giao, so sánh FPMIPv6 cải tiến FPMIPv6 TLMA-MAG = ms, tổng độ trễ chuyển giao giảm 35 ms 25 ms với Case + Với phản ứng chuyển giao, tổng độ trễ giảm khoảng 26 ms TLMAMAG = ms Độ giảm đạt giảm trễ chuyển tiếp liệu nhờ không yêu cầu IP Tunnel PMAG NMAG - Hình 3.11 kết mô sử dụng ghép thời gian thực lưu lượng video việc đo đạc tỷ lệ liệu (do giới hạn độ trễ) dựa độ trễ truyền tin từ node tương ứng CN (Corresponding Node) đến MN Trong mô TLMA-MAG = ms TCN-LMA = 10 ms + Trong FPMIPv6 đường dẫn chuyển giao tín hiệu đường xuống chuyển đổi từ CN  LMA  PMAG  PAN  MN với kết nối mạng thời thành CN  LM A  NMAG  NAN  MN sang mạng Thời gian trễ chuyển đổi đường dẫn bao gồm thời gian cấu hình lại LMA (4 ms, ms Hình 3.11) Sau chuyển giao, đường dẫn liệu dài làm tăng độ trễ giới hạn 82 Hình 3.11: Đánh giá hiệu suất độ trễ giới hạn + Trong FPMIPv6 cải tiến, gói tin đường xuống mạng thời truyền theo đường CN  LMA  PMAG  PAN  MN chủ động chuyển sang đường dẫn CN  LM A  NMAG  NAN  MN So sánh số lượng bước nhảy cần thiết từ CN tới MN sau chuyển giao, FPMIPv6 cải tiến FPMIPv6 bước nhảy, làm giảm độ trễ giới hạn - Đánh giá FPMIPv6 + Phương pháp VHO dựa FPMIPv6 cải tiến bao gồm q trình chuyển giao: Dự đốn chuyển giao phản ứng chuyển giao Nó hỗ trợ VHO từ mạng LTE sang mạng không dây không đồng khác + Giải vấn đề thiếu thông tin trải nghiệm cho SN mạng mục tiêu mạng không đồng + Giảm độ trễ chuyển giao cách cải thiện phối hợp chuyển tiếp gói tin LMA phương thức hoạt động chuyển đổi kết nối sang mạng mục tiêu + Hỗ trợ MIPv4 83 + Nhiều dịng liệu gói VHO gán Proxy CoA PMAG chuyển tiếp đến NMAG Quá trình gây tải Router Proxy CoA PMAG + Điều chỉnh đường dẫn chuyển tiếp liệu chủ động LMA Giảm độ trễ chuyển tiếp liệu độ trễ truyền liệu từ CN đến MN cách sử dụng đường dẫn ngắn thay sử dụng IP Tunnel Bằng cách FPMIPv6 cải tiến giảm đáng kể độ trễ giới hạn Với ưu điểm trên, FPMIPv6 cải tiến giải vấn đề tồn FPMIPv6 thời phù hợp để sử dụng cho trình VHO mạng khơng dây khơng đồng 84 KẾT LUẬN Hiện nay, thiết bị di động người dùng phát triển không ngừng Với số lượng người dùng thiết bị thơng minh (smartphone, phabet, mát tính bảng…) ngày nhiều, nhu cầu sử dụng dịch vụ di động người dùng ngày lớn Các nhà cung cấp dịch vụ phát triển công nghệ mạng di động khác nhằm phục vụ tốt nhu cầu người dùng Để đáp ứng yêu cầu sử dụng dịch vụ ngày cao với ứng dụng thời gian thực, người dùng không cần nhà cung cấp đáp ứng dịch vụ “mọi lúc, nơi” mà cịn đáp ứng tiêu chí ln ln đảm bảo kết nối tốt Với phát triển đa dạng công nghệ truy nhập không dây sử dụng cho mạng di động thiết bị di động người dùng tích hợp đa giao diện vơ tuyến Q trình chuyển đổi kết nối từ mạng truy nhập sang mạng truy nhập khác hỗ trợ để đảm bảo cung cấp dịch vụ tốt người dùng di chuyển khỏi vùng phủ mạng hay đảm bảo yêu cầu sử dụng dịch vụ tương thích với thị yếu, người dùng lựa chọn mạng truy nhập sẵn có phù hợp với nhu cầu sử dụng dịch vụ để thực kết nối Vấn đề đặt cho nhà cung cấp dịch vụ phải đảm bảo kết nối cung cấp dịch vụ liên tục mà đảm bảo tham số chất lượng QoS trải nghiệm người dùng QoE Các phương pháp chuyển giao dọc (VHO) nghiên cứu để cải thiện chất lượng dịch vụ đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ khác người dùng Luận văn tìm hiểu tổng quan chuyển giao dọc mạng không dây khơng đồng giao thức hỗ trợ tính di động cho thiết bị di động người dùng di chuyển qua lại môi trường mạng không dây Dựa yêu cầu việc hỗ trợ chuyển giao dọc vấn đề quản lý tính di động người dùng, luận văn phân loại, xem xét tìm hiểu phương pháp cải thiện hiệu chuyển giao dọc: Phương pháp sử dụng thuật toán phương pháp sử dụng giao thức di động (Mobile IP) Các phương pháp phân loại, đánh giá, sử dụng chuyển giao môi trường mạng không dây cụ thể Đánh giá chi tiết hiệu phương pháp sử dụng Fuzzy logic kết hợp 85 với tham số QoS, hỗ trợ chuyển giao dọc mạng mạng UMTS, Wifi, Wimax Phương pháp cải tiến FPMIPv6 hỗ trợ chuyển giao mạng LTE mạng không dây không đồng khác Kết đánh giá phương pháp sử dụng cải thiện tham số QoS đảm bảo chuyển giao liền mạch 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Atiq Ahmed, Leăla Merghem Boulahia, and Dominique Gaă ti: “Enabling Vertical Handover Decisions in Heterogeneous Wireless Networks: A State-of-theArt and A Classification” Communications Surveys & Tutorials, IEEE, August 2013 [2] A Calvagna and G Di Modica, “A user-centric analysis of vertical handovers,” in Proc 2nd ACM international workshop on Wireless mobile applications and services on WLAN hotspots [3] Commun & Networking Lab (CNL), Yonsei Univ., Seoul, South Korea, “Enhancements to FPMIPv6 for improved seamless vertical handover between LTE and heterogeneous access networks” Wireless Communications, IEEE (Volume 20 Issue: ) July 2013 [4] Johann Márquez-Barja Carlos T Calafate, Juan-Carlos Cano, Pietro Manzoni: “An overview of vertical handover techniques: Algorithms, protocols and tools” Computer Communication Volume 34, Issue 8, June 2011 [5] Mohamed Alnas, Irfan Awan, R.D.W Holton: “Performance Evaluation of Fast Handover in Mobile IPv6 Based on Link-Layer Information” Journal of Systems and Software Volume 83, Issue 10, October 2010, Pages 1644–1650 [6] Mandeep Kaur Gondara, Dr Sanjay Kadam: “REQUIREMENTS OF VERTICAL HANDOFF MECHANISM IN 4G WIRELESS NETWORKS” International Journal of Wireless & Mobile Networks (IJWMN) Vol 3, No 2, April 2011 [7] Meriem Kassar, Brigitte Kervella, Guy Pujolle: “An overview of vertical handover decision strategies in heterogeneous wireless networks” Volume 31, Issue 10, 25 June 2008, Pages 2607 - 2620 [8] N Nasser, A Hasswa, and H Hassanein, “Handoffs in fourth generation heterogeneous networks” IEEE Commun Mag., vol 44, no 10, pp 96 - 103, 2006 [9] Peng Yang, Yong Sun, Chao Liu, Wei Li, Xiangming Wen: “A Novel Fuzzy Logic Based Vertical Handoff Decision Algorithm forHeterogeneous Wireless 87 Networks” Wireless Personal Multimedia Communications (WPMC), 2013 16th International Symposium [10] R Tawil, G Pujolle, and O Salazar, “A vertical handoff decision scheme in heterogeneous wireless system” in IEEE Vehicular Technology Conference, VTC Spring IEEE Computer Society, 11-14 2008, pp 2626 - 2630 [11] Soonghwan Ro, Jungkwan Ryu, Nguyen Van Hanh: “Simplified fast handover in mobile IPv6 networks” Computer Communication, Volume 31, Issue 15, 25 September 2008, Pages 3594–3603 [12] Trần Công Hùng, Nguyễn Thị Thúy An: “Research Handover on Mobile IP” Multidisciplinary Journals in Science and Technology, Journal of Selected Areas in Telecommunications (JSAT), July Edition, 2012 [13] Xiaohuan YanY, Ahmet Sekerciog˘lu, Sathya Narayanan: “A survey of vertical handover decision algorithms in Fourth Generation heterogeneous wireless networks” Computer Networks Volume 54, Issue 11, August 2010, Pages 1848 1863 88 ... với nhu cầu sử dụng dịch vụ Đề tài ? ?Một số phương pháp quản lý di động cải thiện hiệu chuyển giao dọc? ?? tập trung nghiên cứu số phương pháp sử dụng chuyển giao dọc mạng không dây Nội dung đề tài... quan chuyển giao dọc  Chương II: Một số thuật toán chuyển giao dọc  Chương III: Một số giao thức hỗ trợ chuyển giao mạng không dây CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN GIAO DỌC Định nghĩa phân loại chuyển. .. tính di dộng vấn đề khác để thực trình 20 chuyển giao liên tục Trong giai đoạn thực 02 trình chính: Quản lý chuyển giao quản lý tính di động MN 2.3.1 Quản lý chuyển giao - Trong trình chuyển giao,