Nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên vô tuyến trong wimax bằng thuật toán lập lịch

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG VŨ TH DU N NÂNG CAO HI U QU QU N LÝ TÀI NGUYÊN VƠ TUY N TRONG WIMAX B NG THU T TỐN L P L CH Chuyên ngành: K thu t Đi n t Mã s : 60 52 70 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T ĐÀ N NG - 2011 Cơng trình đư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TS Nguy n H u Thanh Ph n bi n 1: PGS.TS Tăng T n Chi n Ph n bi n 2: TS Lê Thanh Thu Hà Lu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p Th c sĩ K thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 25 tháng năm 2011 * Có th tìm hi u Lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng M Đ U Ngày nay, ñi v i s phát tri n vư t b c c a khoa h c k thu t, ñ c bi t lĩnh v c Đi n t Vi n thông, s phát tri n nhu c u thông tin liên l c c a ngư i T nhu c u liên l c, tương tác trao ñ i v i v i môi trư ng bên ngoài, nhu c u c a ngư i ñã nâng lên m t bư c m i, ñó là: liên l c, tương tác, truy nh p m i lúc m i nơi Chúng ta có th th y rõ ñi u s phát tri n bùng n c a n n công nghi p khơng dây Cơng ngh hi n t i đem ñ n k t n i Bluetooth, Wifi,…tuy nhiên k t n i nhi u đ u có h n ch v t c đ truy c p ph m vi k t n i Do ñó chưa th ñáp ng ñư c yêu c u k t n i internet m i lúc m i nơi v i t c ñ cao c a ngư i Trong hồn c nh đó, cơng ngh WiMAX ñ i mang theo tri n v ng t o m t cu c cách m ng th c s vi c truy c p internet c a ngư i nh ng năm t i Qu n lý tài nguyên vô n (RRM-Radio Resource Management) m t nh ng v n ñ thách th c nh t quan tr ng nh t c a m ng thông tin vô n hi n đ i nói chung, WiMAX nói riêng M t chi n lư c qu n lý tài nguyên vô n hi u qu thông minh có th c i thi n đáng k hi u c a h th ng Trong m ng khơng dây hi n đ i, đ c bi t m ng không dây băng r ng WiMAX băng thơng, t n s , khe th i gian, công su t ho t ñ ng c a h th ng ñ u nh ng tài nguyên h u h n r t quan tr ng quý giá nhi m v c a nhà phát tri n phân ph i, qu n lý, t i ưu hóa tài nguyên ñ ñ t ñư c hi u qu s d ng cao nh t, t n nh t h n ch t i ña nhi u có h th ng đ đ m b o ch t lư ng d ch v ti t ki m công su t truy n cho h th ng Có m t s gi i pháp khác cho v n ñ qu n lý tài nguyên vô n WiMAX, ñó L p l ch gói m t nh ng gi i pháp hi u qu L p l ch gói q trình phân gi i s c nh tranh v tài nguyên dùng chung gi a nh ng ngư i dùng, nh ng lo i hình d ch v khác m t m ng Quá trình bao g m c p phát băng thơng cho ngư i dùng xác đ nh th t truy n Vì l đó, k t h p v i s yêu thích v m ng Vi n thơng, em ch n đ tài : “Nâng cao hi u qu qu n lý tài nguyên vô n WiMAX b ng thu t toán l p l ch” Đ hoàn thành t t b n lu n văn này, em xin g i l i c m ơn chân thành t i th y giáo PGS.TS Nguy n H u Thanh, hi n cơng tác t i khoa Đi n t Vi n thông, Đ i h c Bách khoa Hà N i, ñã t n tình hư ng d n giúp đ em su t th i gian làm lu n văn v a qua Em xin g i l i c m ơn đ n th y, giáo khoa Đi n t Vi n thông, Đ i h c Bách khoa Đà N ng, b n h c ngành cao h c t i Đ i h c Đà N ng ñã giúp ñ trình làm lu n văn c a CHƯƠNG 1: M Đ U 1.1 T ng quan v m ng truy c p không dây băng r ng IEEE 802.16 WiMAX WiMAX tên vi t t t c a Worldwide Interoperability fof Microwave Access WiMAX m t công ngh không dây băng r ng d a truy nh p viba, ñư c phát tri n theo chu n 802.16 c a t ch c IEEE IEEE đ xu t hai mơ hình ng d ng WiMAX c ñ nh (Fix WiMAX) WiMAX di ñ ng (Mobile WiMAX) Chu n WiMAX quy ñ nh h tr k t n i ñi m – ña ñi m (PMP - poin to multipoint) c ch ñ lư i (mesh) Trong ch ñ PMP, nhi u tr m thuê bao (SSs – Subscriber Stations) ñư c k t n i v i m t tr m g c (BS – Base Station) (hình 1.1) Hình 1.1 M ng WiMAX ho t đ ng ch ñ PMP Kênh truy c p t BS t i SS ñư c g i kênh downlink (ñư ng xu ng), kênh truy c p t SS t i BS ñư c g i kênh uplink (ñư ng lên) Theo lý thuy t, chu n IEEE 802.16 có kh ph sóng m t kho ng r ng t i 50 km cho t c ñ kho ng 75Mb/s, nhiên th c t th nghi m, t c ñ d li u nh n ñư c ch ñ t kho ng 12 Mb/s v i kho ng cách 20 km 1.2 V n ñ qu n lý tài nguyên vô n qu n lý ch t lư ng d ch v (QoS) m ng IEEE 802.16 Qu n lý ch t lư ng d ch v (QoS – Quality of Service) ñư c hi u trình cung c p d li u theo m t ch tin c y S tin c y ñư c ño ñ c b ng nhi u thơng s đánh giá hi u bao g m xác su t m t gói, tr trư t, thơng lư ng đ t đư c 1.3 Đóng góp c a lu n văn Trong chương ti p theo c a lu n văn t t nghi p này, h c viên s phân tích kh o sát k lư ng v m t s thu t tốn l p l ch gói h tr nâng cao qu n lý tài nguyên vô n, ch t lư ng d ch v m ng IEEE 802.16 chưa ñư c ñ c p ñ n chu n 1.4 C u trúc c a lu n văn Lu n văn g m chương: Chương 1: M ñ u Chương 2: T ng quan v m ng IEEE 802.16/WiMAX Chương 3: Qu n lý tài nguyên vô n m ng IEEE 802.16/WiMAX Chương 4: Thu t tốn l p l ch gói đư ng WiMAX downlink Chương 5: Mô ph ng m t s k thu t l p l ch WiMAX CHƯƠNG 2: T NG QUAN V M NG IEEE 802.16/WIMAX 2.1 S phát tri n c a chu n truy c p không dây băng r ng IEEE 802.16 2.1.1 IEEE 802.16 – 2001 2.1.2 IEEE 802.16a - 2003 2.1.3 IEEE 802.16c – 2002 2.1.4 IEEE 802.16d - 2004 Phiên b n m r ng thư ng ñư c bi t ñ n v i tên g i “Fixed WiMAX” (WiMAX c ñ nh), Chu n m r ng h tr c hai phương th c truy n song công truy n song công phân chia theo t n s (FDD) truy n song công phân chia theo th i gian (TDD) H th ng s d ng phương th c ñi u ch OFDM 256-FFT M t nh ng ñi m n i b t c a phiên b n m r ng s ghép n i c a ñơn v giao th c d li u (PDU – Protocol Data Unit) v i ñơn v d ch v d li u (SDU – Service Data Unit) làm gi m t i cho l p MAC 2.1.5 IEEE 802.1e – 2006 Phiên b n m r ng thư ng ñư c bi t ñ n v i tên g i “Mobile WiMAX” (WiMAX di ñ ng) ñã thêm nh ng ñ c t ñ h tr tính di đ ng mà phiên b n trư c chưa ñ c p t i Phiên b n ñưa phương pháp ñi u ch , ña truy nh p s d ng công ngh OFDMA cho phép tín hi u có th đư c chia thành nhi u kênh khác (kênh hóa– subchannelization) nh m gi m thi u nhi u ña ñư ng 2.1.6 IEEE 802.16f – 2005 2.1.7 IEEE 802.16g 2.1.8 M t s phiên b n b sung khác hi n ñang ñư c ti n hành 2.2 L p v t lý (PHY) 2.2.1 Cơ b n v k thu t u ch đa sóng mang phân chia theo t n s tr c giao OFDM OFDM n m m t h phương th c truy n ñư c g i ñi u ch ña sóng mang, phương th c d a ý tư ng chia m t dòng d li u có t c đ bit cao thành nhi u dịng d li u song song có t c đ bit th p hơn, ñi u ch m i dịng sóng mang riêng bi t – thư ng g i sóng mang OFDM cho phép ch ng ph t n s lên sóng mang tr c giao v i nên t i phía thu v n có ch khơi ph c l i tín hi u, nh s ch ng l n ph mà h th ng OFDM có hi u su t s d ng ph l n nhi u so v i k thu t ñi u ch thơng thư ng 2.2.2 Kênh hóa (Subchannelization): OFDMA 2.2.3 C u trúc Slot (khe) Frame (khung) 2.2.4 Đi u ch mã hóa thích ng (Adaptive Modulation and Coding) WiMAX 2.3 L p ñi u n truy nh p (MAC) Nhi m v c a l p MAC WiMAX cung c p m t giao di n gi a l p cao l p v t lý (hình 2.6) Hình Các kh i ch c l p PHY MAC WiMAX 2.3.1 Các l p c a l p MAC L p MAC c a WiMAX, ñư c chia làm ph n riêng bi t: L p h i t CS (service-specific convergence sublayer), l p ph n chung CPS (common-part sublayer), l p b o m t SS (security sublayer) L p CS, giao di n gi a l p MAC l p c a m ng, ti p nh n nh ng PDU t l p cao hơn, phân lo i map MSDU vào CID tương ng ñ ph c v cho QoS truy n chúng xu ng l p MAC CPS Các MSDU ñư c truy n ñ n l p MAC CPS thơng qua m truy nh p d ch v MAC (MAC SAP) L p CS có nhi m v th c hi n nh ng ho t ñ ng, ch c ph thu c vào b n ch t c a l p giao th c cao hơn, nén header ánh x ñ a ch L p CPS cung c p ch c c a l p MAC: truy nh p, phân b băng thông, thi t l p, qu n lý k t n i, phân m nh ghép n i c a SDUs vào MAC PDUs, truy n MAC PDUs, ñi u n QoS (l p l ch) ARQ L p b o m t SS ch u trách nhi m mã hóa, phân quy n trao đ i khóa b o m t gi a BS (Base Station) MS (Mobile Subcriber) 2.3.2 Khái ni m v CID SFID L p MAC c a WiMAX k t n i ñ nh hư ng (connection oriented), t c trư c d li u đư c truy n BS SS ph i có q trình thi t l p m t k t n i ñơn hư ng v m t logic gi a hai l p MAC ngang hàng M i m t k t n i ch dành cho m t lo i d ch v (ví d voice email khơng th có m t k t n i MAC) M i m t k t n i s ñư c ñ nh danh b i m t giá tr 16 bít g i CID (connection ID), CID ñư c coi ñ a ch t m th i dùng cho vi c truy n d li u thông qua t ng k t n i riêng bi t 10 CHƯƠNG 3: QU N LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUY N TRONG M NG IEEE 802.16/WIMAX 3.1 T i ph i qu n lý tài nguyên vô n? 3.1.1 T ng quan v qu n lý tài nguyên vô n m ng không dây Tài nguyên vô n b r ng ph cho phép ñ truy n tin [21] V n đ c a qu n lý tài ngun vơ n v i m t d i băng t n c ñ nh cho trư c h th ng ho t ñ ng v i ch t lư ng t t nh t v i t c ñ truy n s li u cao nh t 3.1.2 M c đích c a qu n lý tài nguyên vô n m ng không dây Vi c s d ng ph hi u qu t i ưu c p phát tài nguyên n m nhi m v c a qu n lý tài ngun vơ n RRM đ c bi t quan tr ng ñ i v i hi u ho t ñ ng c a m ng khơng dây hi n đ i 3.1.3 M t s gi i pháp cho qu n lý tài nguyên vô n Có m t s gi i pháp khác cho v n ñ RRM m ng khơng dây hi n Chúng ta có th t m chia mơ hình gi i pháp làm hai nhóm nhóm thi t k RRM tĩnh (fixed design) nhóm thu t tốn RRM ñ ng (dynamic RRM algorithms) 3.2 Qu n lý tài nguyên vô n m ng IEEE 802.16 Đ ng v phương di n ngư i dùng cá nhân WiMAX, RRM ph i ñ m b o t i thi u công su t phát c a thi t b ngư i dùng (trong m i quan h ràng bu c c a t c ñ cơng su t truy n) đ ng th i ph i h n ch t i ña hi n tư ng nhi u ñ ng kênh CCI Đ ng v phương di n lo i hình d ch v Do 12 v th i gian th c m r ng) : D ch v ñư c thi t k ñ h tr ng d ng th i gian th c VoIP (có tri t kho ng l ng) 3.3.2 Các tiêu chí c a m t b l p l ch gói hi u qu ñ m b o ch t lư ng d ch v QoS H tr QoS linh ho t: Tính cơng b ng: Đ đơn gi n kh m r ng: Tính s d ng hi u qu kênh truy n (Link Utilization): Đ m b o gi i h n tr (Delay bound): Đ m b o thơng lư ng (Throughput): Tính trì lư ng ho t ñ ng c a thi t b di ñ ng Đ m b o tính di ñ ng c a thi t b (Device Mobility): Tính n đ nh (Scalability): CHƯƠNG 4: THU T TOÁN L P L CH GĨI TRÊN ĐƯ NG WIMAX DOWNLINK WiMAX có b l p l ch, b l p l ch phía BS: b l p l ch DL b l p l ch UL, v i b l p l ch phía MS Q trình ho t ñ ng c a b l p l ch ñư c di n sau: -V i b l p l ch DL BS: ñư ng DL BS hồn tồn bi t đư c k t n i, lu ng d ch v ñư c l p l ch, kèm tham s QoS, c ng thêm vi c BS l ng nghe, thăm dò ph n h i v CINR t MS -V i b l p l ch UL BS: v i ñư ng UL, ban ñ u bên phía MS s đưa u c u c p phát băng thơng đư ng UL t i BS Các yêu c u ñư c b l p l ch UL phía BS ti p nh n, sau b l p 13 l ch UL phía BS s th c hi n phân lo i lu ng d ch v , CID riêng, k t h p tham s QoS r i g i l i thông tin c p phát băng thông UL v cho MS thông qua b n tin UL-MAP Các MS sau nh n ñư c thông tin v c p phát băng thông UL s ti n hành truy n t i UL PDU 4.1 Các thu t tốn đơn nh t (Homogeneous) 4.1.1 Thu t toán Round Robin (RR) 4.1.2 Thu t toán Maximum Sum Rate (MSR) [1] [3] 4.1.3Thu t toán Maximum Fairness (MF) [1] [3] 4.1.4 Thu t toán ràng bu c t l t c ñ (Propotional Rate Constraints) [1] 4.1.5 Thu t toán Weighted Round Robin (WRR) [11] 4.1.6 Thu t toán Deficit Round Robin (DRR) [11] 4.1.7 Thu t toán Early Deadline First (EDF) [20] 4.1.8 Thu t toán Proportional Fair (PF) [19] 4.1.9 Thu t toán Weighted Fair Queueing (WFQ) [16] 4.2 Các thu t toán lai (Hybrid) 4.2.1 EDF + WFQ + FIFO [12] 4.2.2 EDF + WFQ 4.3 T ng k t ñánh giá sơ lư c thu t tốn CHƯƠNG 5: MƠ PH NG M T S K THU T L P L CH TRONG WIMAX 5.1 Môi trư ng mô ph ng NS-2 hay Network Simulator m t ph n m m mô ph ng s ki n r i r c ñư c s d ng r ng rãi gi i nghiên c u t i trư ng đ i h c tính ch t m c a ph n m m Chúng ta làm vi c v i NS thông qua hai thành ph n chính: m t b mơ ph ng 14 hư ng ñ i tư ng ñư c vi t C++ m t b thơng d ch đư c vi t b ng OTcl (là ph n m r ng hư ng đ i tư ng c a ngơn ng Tcl) ñ ch y câu l nh OTcl có th s d ng đ i tư ng ñư c compile b ng C++ thông qua m t c u n i OTcl linkage ánh x ñ i tư ng c a OTcl sang C++ 5.1.1 Các thành ph n c a tr m g c Base Station tri n khai b i công c mô ph ng 5.1.1.1 Kh i phân lo i lu ng (Flow Classifier) 5.1.1.2 B l p l ch (Scheduler DL ARQ/HARQ) 5.1.1.3 Kh i UL ARQ 5.1.1.4 Kh i x lý khung DL (DL Frame Assembler) 5.1.1.5 Kh i phân lo i gói (Packet Parser) 5.1.1.6 Kh i Tx/Rx PHY 5.1.2 Các thành ph n c a tr m MS (Mobile Station) tri n khai b i công c mô ph ng 5.1.2.1 B l p l ch UL (UL Scheduler ARQ/HARQ Module) 5.1.2.2 X lý UL (UL Assembler) 5.1.3 B l p l ch UL/DL B l p l ch ñư c chia làm ph n M t ph n n m ph n l i n m MS B l p l ch BS BS (wimax/scheduling/bsscheduler.cc) ch u trách nhi m c p phát băng thơng cho đư ng downlink uplink qua khung b n tin DLMAP UL-MAP B l p l ch MS (wimax/scheduling/ ssscheduler.cc) ch u trách nhi m phân chia băng thơng cho đư ng c p phát cho MS cho k t n i c a Trong lu n văn t t nghi p h c viên t p trung th nghi m hai thu t tốn PF WFQ cho đư ng downlink v y tri n khai s ch tác ñ ng t i b l p l ch downlink BS ph n code C++ s ñư c s a ñ i ch y u 15 file bsscheduler.cc 5.1.3.1 C p phát khe d li u (slot) theo chi u d c (Vertical Stripping) 5.1.3.2 C p phát khe d li u (slot) theo chi u ngang (Horizontal Stripping) 5.1.3.3 Ch đ truy n song cơng TDD công c mô ph ng 5.2 Các thu t tốn l p l ch gói s d ng k ch b n mô ph ng Trong ph n h c viên s ch n hai s thu t tốn kh o sát chương ñ tri n khai ph n m m mơ ph ng NS- Hai thu t tốn đư c ch n thu t tốn cơng b ng t l (PF) thu t tốn đ xu t WFQ k t h p v i ràng bu c v Leaky Bucket Công vi c tri n khai hai thu t tốn đư c th c hi n b ng cách thay ñ i ph n code C++ hàm dl_stage2( ) file bsscheduler.cc n m thư m c ns-2.31/wimax/scheduling c a công c mô ph ng Sau h c viên s trình bày k ưu c ñi m v m c ñ qu n lý tài nguyên vô n c a m i thu t toán 5.2.1 Thu t toán PF [19] Thu t tốn PF đư c đ xu t l n đ u tiên b i cơng ty Qualcomm chu n IS-856 ñ th c hi n l p l ch cho ñư ng downlink, m t nh ng thu t toán l p l ch ñư c s d ng ph bi n nh t WiMAX hi n PF m t thu t tốn thu c nhóm thu t tốn có quan tâm ñ n kênh truy n, t c tham s ph n h i t SS v ñi u ki n kênh truy n s ñư c s d ng m t y u t d n ñ n quy t ñ nh c p phát băng thơng Thu t tốn đư c đưa nh m cân b ng y u t v tr , thơng lư ng tính cân b ng c n thi t c a m t b l p l ch Thu t toán d a m t hàm ưu tiên 16 sau: U i (t) = (4.10) ri ( t ) R i (t ) Trong ri(t) t c đ d li u th i ñi m hi n t i Ri(t) t c đ trung bình đ ng c a d li u nh n ñư c b i SS i tính đ n khe th i gian t Hàng đ i có giá tr Ui(t) l n nh t s ñư c ph c v khe th i gian t Đ c p nh p giá tr t c đ trung bình đ ng c a d li u cơng th c sau đư c s d ng: n u k t n i i ñư c ph c v 1   Ri (t + 1) = (1 − T ) Ri (t ) + T ri (t ),  c c   R (t + 1) = (1 − ) R (t ), n u k t n i i khơng đư c ph c v i  i Tc  khe th i gian t (4.11) khe th i gian t ñây Tc m t h ng s đ tính t c đ trung bình đ ng dùng ñ ñi u n tham s tr c a h th ng N u Tc l n tr h th ng tăng t ng thơng lư ng nh n ñư c l i cao N u Tc nh tr h th ng gi m, giá tr thơng lư ng trung bình thay ñ i nhanh nên m t ph n thông lư ng b hao phí Thu t tốn PF v i công th c l p l ch ñã cân b ng ñư c hai y u t là: t n d ng băng thông công b ng gi a ngư i dùng S t n d ng băng thông th hi n tham s ri (t ) , tham s l n nghĩa t c đ t c l n, ñi u tương ñương v i vi c ñi u n kênh truy n t t, thu t tốn s ph c v k t n i v i m c MCS (Modulation and Coding Scheme) t t nh t nh m t n d ng hi u qu băng thông Tuy nhiên n u ch quan tâm ph c v t i nh ng k t n i có đư ng truy n t t s m t tính cơng b ng c a thu t toán Do v y tham s Ri (t ) ñư c ñưa vào nh m th c hi n tính cơng b ng 17 V i nh ng k t n i có kênh truy n t c đ trung bình (giá tr Ri (t ) ) s th p, giá tr ri (t ) s cao, ñ ng Ri (t ) nghĩa v i vi c k t n i s có h i đư c ph c v m c dù ñi u ki n kênh truy n 5.2.2 Thu t toán WFQ k t h p ràng bu c Leaky Bucket 5.2.2.1 Đi u n t c ñ b ng Leaky Bucket 5.2.2.2 Thu t toán WFQ v i ràng bu c Leaky Bucket Hình 10 B l p l ch gói WFQ k t h p v i ràng bu c Leaky Bucket 5.3 Xây d ng k ch b n mơ ph ng 5.3.1 Mơ hình m ng 18 Hình 11 Mơ hình m ng s d ng k ch b n mơ ph ng Mơ hình m ng s d ng k ch b n mơ ph ng g m có m t tr m g c BS v i bán kính ph sóng 500m, m t SourceNode đ truy n gói tin thu c lu ng d ch v khác t i BS thông qua m t liên k t 100Mbps, tr 1ms, hàng ñ i DropTail Trong bán kính ph sóng c a BS có MS ñó MS1 ñ n MS4 l n lư t nh n lu ng d ch v UGS, rtPS, nrtPS BE, MS5 l i nh n lu ng Background Traffic (BGT) v i d ch v BE có thơng lư ng l n đ làm tăng t i ña t i c a m ng (bursty) 5.3.2 L a ch n ngu n traffic 5.3.3 Các tham s s d ng k ch b n mô ph ng 5.4 K t qu mô ph ng Đ ki m tra ưu c ñi m c a hai thu t tốn trình bày nh ng ph n trư c, h c viên th c hi n ch y hai k ch b n mô 19 ph ng Trong m t k ch b n cho phép MS di ñ ng k ch b n cịn l i MS c đ nh vùng ph sóng c a tr m BS C hai k ch b n ñ u s d ng hai thu t toán PF WFQ v i s h tr c a Leaky Bucket K t qu thu ñư c sau 5.4.1 K ch b n di đ ng 5.4.1.1 Thơng lư ng Trên đ th hình 5.12 5.13 (th i gian l y m u 2s) ta có th th y đư c s phân b v thông lư ng gi a MS s d ng lu ng d ch v khác v i hai thu t toán PF WFQ Có th th y có s di đ ng c a MS nên thông lư ng c a lu ng khơng n đ nh khơng đ t đư c m c thơng lư ng gi i h n ñ t b i Leaky Bucket (nominated rate), rõ ràng nh t th i ñi m 32s có s s t gi m v thơng lư ng c a lu ng nrtPS BE hai MS nh n hai lu ng ñi xa BS Tuy nhiên t ng thông lư ng c a lu ng s d ng thu t toán WFQ l n t ng thông lư ng s d ng thu t toán PF thu t tốn WFQ thơng lư ng lu ng phân b g n v i m c thông lư ng gi i h n thu t toán PF Qua nh ng đánh giá có th th y rõ thu t tốn PF ch đ m b o phân b công b ng thông lư ng cho lu ng tính n đ nh c a giá tr thông lư ng không cao so v i s d ng thu t tốn WFQ 20 Hình 12 Thông lư ng c a lu ng d ch v v i b l p l ch WFQ k ch b n di đ ng Hình 5.13 Thông lư ng c a lu ng d ch v v i b l p l ch PF k ch b n di ñ ng 21 5.4.1.2 Đ tr hàng ñ i Đ kh o sát ñ tr hàng ñ i hai b l p l ch ta ti n hành l y giá tr tr hàng đ i c a t ng gói tin (v i d ch v th i gian th c rtPS) ñư c g i ñi BS ti n hành v ñ th phân b tr s d ng hàm phân b tr xác su t Nhìn vào đ th hàm phân b xác su t (hình 5.14) ta có th th y rõ PF thu t tốn có đ tr hàng đ i cao nhi u so v i WFQ, v y k t qu hoàn toàn phù h p v i lý thuy t v b l p l ch phân tích Hình 5.14 Đ th xác su t tr v i b l p l ch WFQ PF k ch b n di ñ ng 22 5.4.2 K ch b n c ñ nh Các k t qu thu đư c c a ph n mơ ph ng v i k ch b n c ñ nh sát h p lý v i phân tích v lý thuy t k t qu c a k ch b n di đ ng phân tích nên ph n h c viên ch ñưa ñ th ñ so sánh ñ i chi u k t qu 5.4.2.1 Thơng lư ng Hình 5.15 Thông lư ng c a lu ng d ch v v i b l p l ch WFQ k ch b n c đ nh 23 Hình 5.16 Thông lư ng c a lu ng d ch v v i b l p l ch PF k ch b n c ñ nh 5.4.2.2 Đ tr hàng đ i Hình 5.17 Đ th xác su t tr v i b l p l ch WFQ PF k ch b n c ñ nh 24 K T LU N Công ngh truy nh p không dây băng r ng WiMAX m t công ngh có ti m phát tri n r t l n d a nh ng ưu ñi m n i b t c a so v i cơng ngh DSL, Wifi hay 3G Đó kh k t n i linh ho t, kh trì m t t c đ k t n i cao v i m t v n t c di chuy n tương đ i nhanh, v y WiMAX h a h n s ñem ñ n cho ngư i dùng kh truy nh p m i lúc m i nơi v i t c ñ cao V i ñ c tính linh ho t k t n i, ph m vi ph sóng r ng, WiMAX có thu n l i l n vi c l p ñ t tri n khai t i nh ng vùng cao, vùng sâu, vùng xa t i nh ng nơi mà ñ a hình ph c t p, dân cư đơng đúc, ñ t ñai ch t ch i r t khó tri n khai l p đ t s h t ng cho nh ng thi t b m ng h u n Do WiMAX đư c coi m t cơng ngh có kh ng d ng th c t hi u qu kinh t cao Trong b n lu n văn t t nghi p h c viên ñã ñi sâu nghiên c u ñ c t quan tr ng nh t nh hư ng t i nhi m v qu n lý tài nguyên vô n (RRM) qu n lý ch t lư ng d ch v (QoS) c a l p PHY l p MAC ñư c ñ c p t i chu n IEEE 802.16/WiMAX Qua vi c nghiên c u nh ng ñ c t ñó, h c viên nêu lên nh ng ñi m c n ý qu n lý tài nguyên vô n qu n lý ch t lư ng d ch v m t m ng khơng dây băng r ng WiMAX, đ ng th i nh ng tiêu chí đ đánh giá m t thu t tốn l p l ch gói hi u qu h tr qu n lý vào vi c qu n lý tài nguyên vô n, qu n lý ch t lư ng d ch v ñư c phân tích làm rõ H c viên có nh ng kh o sát, phân tích k lư ng v ưu c ñi m v khía c nh qu n lý tài ngun vơ n c a m t s thu t toán l p l ch 25 gói đư c nghiên c u ng d ng b i c ng ñ ng khoa h c ngày Xu t phát t nh ng ưu c ñi m c a t ng thu t tốn phân tích đư c, h c viên ñã ñ xu t vi c s d ng m t thu t toán m i s k t h p c a thu t tốn chia s cơng b ng theo tr ng s Weighted Fair Queueing (WFQ) v i thu t toán gi i h n t c ñ lu ng Leaky Bucket Đ làm rõ nh ng ưu c m mà thu t tốn mang l i, h c viên th c hi n mơ ph ng v i thu t tốn đ xu t so sánh, ñánh giá hi u v i thu t toán l p l ch ph bi n Proportional Fair (PF) K t qu mô ph ng sát v i mong ñ i v lý thuy t, thu t toán PF ch cho phép phân ph i đ u băng thơng cho lu ng d ch v theo h ng s tr cho trư c ch khơng t i đa t ng thông lư ng c a h th ng M t khác thu t tốn PF khơng có m t ñư ng bao tr hàng ñ i, ñó ta khơng th ki m sốt đư c đ tr hàng ñ i c a h th ng t i nh ng th i m khác nhau, khơng ñ m b o h tr yêu c u ch t lư ng d ch v QoS Đ i v i thu t tốn WFQ t ng thơng lư ng thu đư c c a tồn h th ng cao PF g n v i m c mong mu n ñã xác ñ nh trư c tham s mô ph ng V i thu t toán WFQ vi c c p phát băng thông cho lu ng d ch v khác tr nên n đ nh hơn, băng thơng đư c c p phát ñ u theo tr ng s φi cho trư c M t ưu ñi m quan tr ng nh t c a thu t toán WFQ s d ng ph i h p v i ràng bu c v Leaky Bucket ñã gi i h n ñư c tr hàng ñ i, giá tr tr gi i h n Dmax ta hoàn tồn có th tính tốn trư c đư c b ng thay ñ i tham s c a Leaky Bucket Bm ,i R i , ta có th ki m sốt đư c tr hàng đ i h th ng, t có th qu n lý ñư c yêu c u ch t lư ng d ch v QoS Tuy thu t toán WFQ k t h p Leaky Bucket m nh m xét khía c nh v cung c p thông lư ng cho h th ng ñ m b o tr h th ng, m t c ñi m d th y c a 26 thu t toán ph c t p d n ñ n t n tài nguyên h th ng Tuy nhiên v i s c m nh c a b vi x lý v i công ngh c a th i ñ i ngày nay, s hồn tồn kh thi đ áp d ng tri n khai thu t tốn đ xu t vào th c t Còn nhi u vi c ph i làm đ ch ng minh tính hi u qu c a thu t tốn đ xu t th c t hư ng phát tri n trư c m t c a lu n văn s th nghi m ñánh giá s k t h p c a m t s thu t toán x p x khác c a GPS d th c hi n WFQ v i b ñi u n t c đ Leaky Bucket Sau có nh ng k t lu n v thu t toán kh thi nh t h c viên s phát tri n m t khung làm vi c (framework) ñ gi i quy t v n ñ nhi u ñ ng kênh CCI h th ng s d ng ña truy nh p OFDMA WiMAX/3GPP-LTE Gi i quy t ñư c v n ñ s có đư c m t nhìn tồn di n ñ y ñ v qu n lý tài nguyên vô n m ng IEEE 802.16/ WiMAX./ ... 10 CHƯƠNG 3: QU N LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUY N TRONG M NG IEEE 802.16 /WIMAX 3.1 T i ph i qu n lý tài nguyên vô n? 3.1.1 T ng quan v qu n lý tài nguyên vô n m ng không dây Tài nguyên vô n b r ng ph cho... h tr qu n lý vào vi c qu n lý tài nguyên vô n, qu n lý ch t lư ng d ch v đư c phân tích làm rõ H c viên có nh ng kh o sát, phân tích k lư ng v ưu c m v khía c nh qu n lý tài nguyên vô n c a m... ñ c a qu n lý tài nguyên vô n v i m t d i băng t n c ñ nh cho trư c h th ng ho t ñ ng v i ch t lư ng t t nh t v i t c ñ truy n s li u cao nh t 3.1.2 M c đích c a qu n lý tài nguyên vô n m ng không