Nghiên cứu các kỹ thuật lập lịch cải thiện chất lượng dịch vụ (qos) trên hệ thống mạng wimax

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG TR N XUÂN PHƯƠNG NGHIÊN C U CÁC K THU T L P L CH C I THI N CH T LƯ NG D CH V (QoS) TRÊN H TH NG M NG WIMAX Chuyên ngành: K thu t ñi 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 hồn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: TS.Nguy n Văn Tu n Ph n bi n 1: TS Nguy n Lê Hùng Ph n bi n 2: TS Lương H ng Khanh 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 21 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 TÍNH C P THI T C A Đ TÀI Nh s phát tri n không ng ng c a khoa h c công ngh , truy n thơng băng thơng r ng ngày tr thành nhu c u thi t y u mang l i nhi u l i ích cho ngư i s d ng Bên c nh vi c cung c p d ch v truy c p Internet, trị chơi tương tác, h i ngh truy n hình,… truy n thơng băng thơng r ng di đ ng ñang ñư c ng d ng r ng rãi, cung c p k t n i tin c y cho ngư i s d ng c di chuy n qua m t ph m vi r ng l n Trong b i c nh đó, Wimax ñ i nh m cung c p m t phương ti n truy c p Internet không dây t ng h p có th thay th ADSL Wi-Fi H th ng Wimax có kh cung c p đư ng truy n vơ n v i t c ñ lên ñ n 70Mbps v i bán kính ph sóng lên đ n 50km Tuy di n đàn Wimax đưa thơng s k thu t c a l p PHY l p MAC cho ph n l n chu n m t s chu n thông s chung v n chưa ñư c ñ c p Đi u d n ñ n s khác bi t vi c s d ng k thu t Wimax gi a nhà cung c p thi t b , ch ng h n k thu t l p l ch cho Wimax Trong m t s ng d ng truy n thông th i gian th c, đ tr tín hi u m t thơng s quan tr ng Ví d theo nhóm tiêu chu n IEEE 802.16, đ tr cho phép c a VoIP 120 ms, ñ tr vư t 150 ms ch t lư ng tho i s b gi m sút nghiêm tr ng giá tr vư t 200 ms khơng th ch p nh n đư c Đ gi i quy t v n ñ này, ngư i ta nghiên c u thu t toán l p l ch Wimax nh m c i thi n ch t lư ng d ch v cho ng d ng khác h th ng Wimax Vì v y, đ tài có tính c p thi t th c ti n cao M C ĐÍCH NGHIÊN C U - Nghiên c u v l p Mac l p v t lý Wimax - Phân tích m t s k thu t l p l ch Wimax - Mô ph ng m t s k thu t l p l ch b ng ph n m m OPNET Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U 3.1 Đ i tư ng nghiên c u: Đ tài phân tích d a nh ng y u t b n nh t, là: - Đ r ng băng thơng, Đ tr , Jitter, Đ tin c y 3.2 Ph m vi nghiên c u: - Đ tài không ñi sâu vào ki n trúc m ng Wimax mà t p trung nghiên c u cách th c xây d ng kh i s , tham s thi t k thành ph n Wimax đ làm c cho vi c phân tích sau - Đ tài nghiên c u, phân tích k thu t thu t toán l p l ch, th c hi n mô ph ng k thu t l p l ch nh m th hi n nh hư ng ñ n vi c c i thi n QoS h th ng m ng Wimax PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U - Nghiên c u lý thuy t, tìm hi u phân tích k thu t l p l ch liên quan - Xây d ng mơ hình m ng WIMAX đ th c hi n mô ph ng - Đánh giá k t qu mô ph ng Ý NGHĨA KHOA H C VÀ TH C TI N C A Đ TÀI WiMax h tr ng d ng ña phương ti n khác tho i qua giao th c internet (VoIP), truy n hình h i ngh , chơi game online Nh ng ng d ng g m nhi u lo i khác theo nhu c u t nhiên chúng có nhi u yêu c u khác ph i ñư c th a mãn Đ th a mãn nh ng lo i yêu c u khác c n thi t ph i xem xét ñ n yêu c u d ch v (QoS) QoS, m t tiêu chí quan tr ng ñư c ch p nh n ñ ño lư ng hi u c a m t m ng, ñư c cung c p thông qua b ng s phân l p vi c l p l ch c a lo i khác c a l p lưu lư ng ñư c ñ nh nghĩa b i tiêu chu n M i l p có u c u v băng thơng riêng c a m c đ QoS riêng, mà c n ph i trì Nhi u lo i thu t toán l p l ch lưu lư ng cho m ng không dây Round Robin, Proportional Fairness Cross Layer Trong s nh ng ch thu n ti n, m t s s khác bi t d ch v , m t s t o s khác bi t hoàn toàn v d ch v v i s th c thi có đ ph c t p cao v y vi c l p l ch hi u q a quan tr ng m ng Wimax K T C U C A LU N VĂN - Chương : T ng quan v WiMax - Chương : Nghiên c u chi ti t v l p Mac l p v t lý - Chương : K thu t l p l ch h tr QoS WiMax - Chương : Mô ph ng thu t toán l p l ch Chương – T NG QUAN V WIMAX 1.1 GI I THI U CHƯƠNG 1.2 T NG QUAN WiMax cho phép k t n i băng r ng vô n c ñ nh, bán c ñ nh, mang xách ñư c di ñ ng ñ y ñ , mà không c n thi t ph i t m nhìn th ng (Line of Sight) tr c ti p t i m t tr m g c Công ngh WiMax ñem l i gi i pháp cho nhi u ng d ng băng r ng t c ñ cao di n th i ñi m v i kho ng cách xa cho phép nhà khai thác d ch v h i t t t c m ng IP ñ cung c p d ch v là: d li u, tho i, video 1.3 N N T NG C A IEEE 802.16 VÀ WIMAX - Năm 2001: hoàn thi n chu n IEEE 802.16: h th ng không dây băng r ng LOS t ñi m t i ña ñi m, d i t n 10Ghz ñ n 66Ghz - Năm 2004: hoàn thi n chu n IEEE 802.16-2004 - Năm 2005: hồn thành IEEE 802.16e-2005 - WiMax Forum có h th ng profile: m t d a IEEE 802.16-2004, OFDM PHY, g i profile h th ng c ñ nh M t profile khác d a IEEE 802.16e-2005, m r ng OFDMA PHY, g i profile h th ng di ñ ng 1.4 CÁC Đ C TÍNH N I B T C A WIMAX L p v t lý d a n n t ng OFDM, T c ñ d li u ñ nh r t cao, Kh m r ng băng thơng h tr t c đ d li u, Đi u ch mã hố thích ng , H tr truy n l i l p liên k t n i, H tr c TDD FDD, Đa truy nh p phân chia theo t n s tr c giao OFDMA, M m d o linh ho t vi c c p phát tài nguyên cho t ng ngư i s d ng, H tr công ngh anten tiên ti n, H tr ch t lư ng d ch v QoS, Kh b o m t m nh m , H tr cho s di ñ ng 1.5 KI N TRÚC WIMAX Giao di n Roaming (R1) d a IP Giao di n vô n (R1) Phân lo i lưu lương ñư ng lên L p l ch ñư ng lên QoS Wimax L p l ch ñư ng lên QoS d a vào IP Lưu lư ng ñư ng xu ng L p l ch ñư ng xu ng QoS Wimax L p l ch ñư ng xu ng QoS d a vào IP Qn lý khóa cơng khai Qu n lý khóa cơng khai Xác th c C p phép Chuy n giao Chuy n giao Đóng gói Qu n lý di đ ng Đóng gói Đư ng d li u M ng truy c p d ch v Hình 1.1: Ki n trúc WiMAX Ch c policy C u hình QoS Xác th c C p phép MIP HA Qu n lý di ñ ng Đư ng d li u M ng truy c p lõi 1.6 CH T LƯ NG D CH V H tr cho QoS m t ph n b n c a vi c thi t k l p MAC WiMAX, Lu ng d ch v m t lu ng ñơn hư ng c a gói có liên quan ñ n thi t l p tham s c a QoS ñư c xác ñ nh b ng ch s lu ng d ch v (SFID) Các tham s QoS có th bao g m đ ưu tiên lưu lư ng, t c ñ lưu lư ng trì liên t c l n nh t, t c ñ Bust l n nh t, lo i l p l ch, lo i ARQ, dao đ ng có th ch u đư c, kích thư c lo i ñơn v d li u d ch v , ch u c u băng thơng đư c s d ng, quy lu t thông tin truy n d n PDU M t nh ng v n ñ c a vi c cung c p QoS h th ng m ng không dây băng r ng vi c qu n lý hi u qu tài ngun vơ n Các thu t tốn l p l ch hi u qu c n cân b ng gi a yêu c u QoS c a m i ng d ng ngư i dùng v i tài ngun vơ n s n có Các thu t tốn l p l ch c n đư c phát tri n 1.7 K T LU N CHƯƠNG V i ñ c ñi m k thu t mã hóa u ch tương thích, ghép theo khơng gian c p phát tài nguyên ñ ng s ñ t ñư c t c ñ dung lư ng cao Khi s d ng thu t toán l p l ch hi u qu l p MAC ph c h p ñ cung c p nhi u ng d ng (tho i, d li u, video) m t k t n i ñơn ñ n m ng ñ m bào ch t lư ng cho t ng ng d ng Các yêu c u d ch v nh ng ràng bu t c th c a h th ng m ng không dây băng r ng t o nh ng h i ng d ng th c ti n nh ng thách th c khó khăn thi t k Chương - L P V T LÝ VÀ L P MAC TRONG WIMAX 2.1 GI I THI U CHƯƠNG 2.2 L P V T LÝ 2.2.1 Gi i thi u L p v t lý (PHY) d a nguyên lý ña truy nh p phân chia theo t n s tr c giao (OFDM), có cơng ngh u ch /truy nh p phù h p cho ñi u ki n t m nhìn khơng th ng (none line of sight) v i t c ñ d li u cao.Nh ng l p v t lý ñ nh nghĩa IEEE 802.16 là: WirelessMAN SC, WirelessMAN SCa, WirelessMAN OFDM, WirelessMAN OFDMA Mi n s C p phát sóng mang + chèn d n ñư ng IF FT Mi n tương t D / A Anten Mã hóa kênh + tương thích t cñ Chèn (interleav er) Ánh x ký t (Symbol) B mã hóa khơng gian / th i gian C p phát sóng mang + chèn d n đư ng IF F T D / A Anten Mi n t n s Mi n th i gian Hình 2.1: Kh i ch c c a l p v t lý 2.2.2 Mã hóa kênh Phân đo n mã hóa kênh g m có bư c sau: (1) ng u nhiên hóa d li u, (2) mã hóa kênh, (3) tương thích t c đ , (4) HARQ, n u ñư c s d ng, (5) Chèn 2.2.3 Chèn Nh ng bit mã hóa ñư c chèn s d ng hai trình Bư c ñ u tiên ñ m b o r ng nh ng bit mã hóa lân c n đư c ánh x vào nh ng sóng mang khơng lân c n Bư c th hai đ m b o nh ng bit lân c n ñư c ánh x luân phiên ñ n nh ng bit quan tr ng nhi u c a chịm ñi u ch 2.2.4 Ánh x ký t (symbol) Tu n t bit nh phân ñư c bi n ñ i thành tu n t ký hi u có giá tr ph c Chịm b n QPSK 16 QAM, v i tùy ch n c a chòm 64 QAM 2.2.5 C u trúc ký hi u OFDM OFDM phân chia lu ng d li u theo ch truy n d n ña băng h p mi n t n s b ng cách s d ng sóng mang tr c giao v i Trong mi n t n s , m i ký hi u OFDM ñư c t o b ng vi c ánh x tu n t ký hi u ñã ñi u ch vào sóng mang con, bao g m sóng mang d li u, sóng mang d n đư ng sóng mang r ng 2.2.6 Kênh s hốn v sóng mang Kênh t p logic c a sóng mang S lư ng s phân b xác c a sóng mang đ t o thành m t kênh ph thu c vào ch hốn v sóng mang S d ng tồn b đư ng xu ng c a sóng mang (DL FUSC), s d ng m t ph n sóng mang ñư ng xu ng (DL PUSC), s d ng m t ph n sóng mang đư ng lên (UL PUSC) 2.2.7 Đi u ch mã hóa thích ng AMC Phương th c MCS đư c s d ng l i ñư c xác ñ nh b ng th t c thích nghi đư ng truy n S l a ch n MCS thích h p tuỳ thu c vào giá tr c a t l tín hi u nhi u SNR thu đư c Tuỳ vào ñi u ki n c a 10 t ng thuê bao, h th ng WiMax s th c hi n phương th c ñi u ch mã hoá khác Như v y v i vi c h tr u ch mã hố thích ng, h th ng WiMax s c g ng t i ưu nh t ñi u ki n truy n d n cho phép 2.2.8 Khe c u trúc khung L p Mac c p phát tài nguyên th i gian/t n s ñ n user khác đơn v khe (slot), h n ng ch nh nh t c a tài nguyên l p v t lý, có th đư c phân b đ n user ñơn l mi n th i gian/t n s Kích thư c c a khe (slot) ph thu c vào ch hốn v sóng mang Hình 2.7: C u trúc khung TDD 2.3 L P MAC 2.3.1 Gi i thi u v l p MAC L p MAC n m bên l p PHY, ch u trách nhi m ñi u n ghép/tr n nhi u kênh ñơn m t ñư ng truy n v t lý M t s ch c quan tr ng c a l p MAC WiMAX như: Phân ño n ho c ghép n i ñơn v d ch v d li u SDU, L a ch n thông tin c m , Truy n l i MAC PDU mà bên nh n th y l i ch ARQ, Cung 12 2.3.4 Cơ ch yêu c u c p phát băng thơng T i đư ng xu ng DL: T t c vi c quy t ñ nh liên quan ñ n vi c c p phát băng thơng cho m t s MS đư c th c hi n b i BS s t ng s nh n d ng k t n i ñơn hư ng CID T i ñư ng lên UL, MS yêu c u tài nguyên b ng cách s d ng yêu c u băng thông MAC PDU yêu c u băng thông, ho c g i yêu c u băng thông kèm theo MAC PDU chung Các u c u băng thơng đư ng lên có th yêu c u tăng d n (incremental) ho c toàn b (aggregate) 2.3.5 Ch t lư ng d ch v M t nh ng ch c quan tr ng nh t c a l p MAC WiMAX ñ m b o ch t lư ng d ch v (QoS) theo yêu c u cho MAC PDU c a nh ng lu ng d ch v khác nhau, ñáng tin c y t t theo ñi u ki n t i c a h th ng 2.3.5.1 Các d ch v l p l ch (Scheduling Services) M t d ch v l p l ch riêng bi t xác ñ nh ch mà m ng s d ng ñ c p ñư ng truy n UL DL cho PDU WiMAX ñ nh nghĩa d ch v l p l ch: D ch v c p phát t nguy n (UGS), D ch v thăm dò th i gian th c (rtPS), D ch v thăm dò phi th i gian th c (nrtPS), D ch v n l c t t nh t (BE ), D ch v thăm dò th i gian th c m r ng (ertPS) 2.3.5.2 Ho t ñ ng c a lu ng d ch v QoS M t lu ng d ch v có thành ph n sau ñây: ID lu ng d ch v , B tham s QoS ñư c cung c p, B tham s QoS t thi t l p, B tham s QoS linh ho t, Module c p phép 2.3.5.3 B l p l ch l p Mac Tóm l i vi c l p l ch: - Xác ñ nh th t truy n d n gói qua giao ti p vô n 13 - MS ph i ph n h i thông tin k p th i xác u ki n lưu lư ng yêu c u QoS - L p MAC h tr c p phát tài nguyên t n s - th i gian c UL DL m i khung b n - S c p phát tài nguyên ñư c phân ph i thơng p MAP t i lúc b t đ u m i khung, v y c p phát tài ngun có th thay đ i theo t ng khung tương ng v i ñi u ki n kênh truy n lưu lư ng B l p l ch MAC có th tính tốn m t metric Mi m i lu ng I, m t hàm f ch a nhi u thu c tính ñ c t cho lu ng d ch v sau: Mi = f ( CINRi, Delayi, Throughputi, jitteri ) 2.4 K T LU N CHƯƠNG Chương – K THU T L P L CH H TR TRONG WIMAX QoS 3.1 GI I THI U CHƯƠNG 3.2 KI N TRÚC CH T LƯ NG D CH V T i lúc thi t l p k t n i, ng d ng yêu c u tài nguyên m ng phù h p v i đ c tính c a ñ m b o m c ñ yêu c u d ch v Đ ñ m b o r ng lưu lư ng m i ñư c ch p nh n không gây t i m ng ho c gi m ph m ch t d ch v cho lưu lư ng hi n t i, ch ñi u n ch p nh n k t n i ñã ñư c cung c p M c dù t t c thành ph n nói c n thi t đ cung c p m c ñ hi u qu c a h tr QoS c t lõi c a công vi c v y n m thu t toán l p l ch M t thu t toán l p l ch hi u qu c n thi t cho vi c cung c p ñ m b o QoS, đóng m t vai trị thi t y u vi c xác ñ nh hi u su t m ng 3.2.1 Yêu c u v QoS Đ c ñi m QoS c a l p d ch v khác nhau: 14 - Đ tr : Th i gian gói d li u truy n t ñ u cu i ñ n ñ u cu i ñ chi ti t c a chu i l p v t lý - Dao ñ ng (jitter): Dao ñ ng x y gói tin ñ n t i th i ñi m khác th i gian x p hàng khác ho c n truy n d li u khác ñư c th c hi n b i truy n thơng - T c đ lưu lư ng n ñ nh l n nh t T c ñ lưu lư ng n ñ nh l n nh t xác đ nh t c đ thơng tin đ nh c a d ch v 3.2.2 Các l p d ch v h tr QoS l p l ch 3.2.3 Các mơ hình ng d ng lưu lư ng 3.2.4 Cơ ch yêu c u – ñáp ng - UGS: Khơng có s thăm dị (do s c p phát tĩnh) - rtPS: Có m t yêu c u ch t ch v tr N u b t kỳ gói vư t h n chót deadline, nh ng gói s b hu - ertPS: D ch v ñư c s d ng cho lưu lư ng VoIP, có nh ng kho ng ho t ñ ng kho ng l ng - nrtPS: S r ng bu c nh t cho nrtPS ñ m b o t c ñ t i thi u S thăm dò cho d ch v ñư c phép - BE: T t c ch yêu c u băng thông cho phép v i BE, gi i quy t tranh ch p ch thư ng ñư c s d ng nhi u nh t 3.2.5 B l p l ch Wimax 15 Hình 3.2: Các b l p l ch t i BS MS Có ba trình x lý l p l ch riêng bi t: hai xu ng l i cho ñư ng lên - m t BS - m t cho ñư ng MS cho ñư ng lên 3.2.6 Các yêu c u c a b l p l ch h tr QoS Các nhân t mà nh ng ngư i thi t k b l p l ch ph i quan tâm, nh ng yêu c u c a b l p l ch: thông s QoS, t i ưu thơng lư ng, tính cơng b ng, s tiêu th lư ng ñi u n công su t, s th c thi ph c t p, kh m r ng 3.2.7 Phân lo i k thu t l p l ch Các k thu t l p l ch ph bi n hi n t i cho Wimax có th đư c phân lo i vào nhóm sau: b l p l ch khơng quan tâm đ n kênh truy n (channel-unaware scheduler) b l p l ch có quan tâm đ n kênh truy n (channel-aware scheduler) 3.3 M T S THU T TOÁN L P L CH CƠ B N 3.3.1 Round Robin (RR) Round Robin công b ng gán s c p phát cho l n lư t t ng k t n i m t t t c k t n i B l p l ch RR có th ñư c g i b l p l ch vòng tròn 3.3.2 Weighted Round Robin (WRR) 16 Weighted Round Robin (WRR) s d ng theo ch RR k t h p v i tr ng lư ng, ñư c áp d ng cho vi c l p l ch Wimax 3.3.3 Deficit Round Robin (DRR) B l p l ch Deficit Round Robin k t h p m t h n ng ch c ñ nh Qi (quantum) m t b ñ m dư th a DCi (deficit counter) vào m i lu ng d ch v i Khi b t ñ u m t vòng m i, m i lu ng d ch v i ñư c tăng thêm vào DCi m t lư ng b ng Qi 3.3.4 Early Deadline First (EDF) Thu t tốn EDF đư c thi t k đ c bi t cho lưu lư ng th i gian th c l p d ch v UGS, ertPS rtPS V i lưu lư ng gi i h n tr thơng s QoS v b n gói v i tr khơng ch p nh n đư c s b b ñi 3.3.5 Weighted Fair Queuing (WFQ) WFQ ñư c s d ng cho gói có kích thư c thay đ i Nó cung c p s qu n lý ưu tiên lưu lư ng, t ñ ng phân lo i gi a dịng lưu lư ng đ c l p mà không c n m t danh sách cho phép Trong WFQ gói đư c phân lo i theo lu ng V b n, m i k t n i có m t hàng đ i FIFO riêng c a giá tr tr ng lư ng ñư c gán ñ ng cho cho m i hàng ñ i Các tài nguyên ñư c chia s theo t l c a tr ng lư ng thu t toán WRR 3.3.6 T ng h p v thu t l p l ch B ng 3.1 : So sánh gi a thu t tốn l p l ch Thu t tốn Ưu m Như c ñi m FIFO Nhanh r t ñơn gi n Không công b ng, không ñ m b o thông s QoS RR Đơn gi n Khơng cơng b ng (khi kích thư c gói thay ñ i), không ñ m b o thông s QoS 17 WRR Đơn gi n, ñ t ñư c s đ m b o v thơng lư ng Khơng cơng b ng (khi kích thư c gói thay đ i) DRR Đơn gi n, h tr gói có kích thư c thay đ i Khơng cơng b ng kho ng th i gian ng n EDF Đ t ñư c s ñ m b o v tr Không công b ng WFQ V i tr ng lư ng ñ ng thích h p, ñ m b o v thông lư ng, tr s công b ng Ph c t p 3.4 M T S THU T TOÁN L P L CH H TR QoS Đ XU T CHO WIMAX 3.4.1 B l p l ch MDRR Thu t toán l p l ch MDRR d a vào k thu t l p DRR Hàng ñ i nguyên t c c a b l p l ch MDDR ñư c xác ñ nh b i hai tham s : tr ng s b ñ m dư th a 3.4.2 B l p l ch gói ñư ng lên v i ch ñi u n ch p nh n cu c g i Thu t tốn b l p l ch gói đư ng lên v i ch ñi u n ch p nh n cu c g i CAC (Call Admission Control) ñư c ñ xu t Cơ ch CAC d a nguyên lý token bucket 3.4.3 Thu t toán l p l ch liên l p (Cross-layer) v i h tr QoS Trong thu t tốn có tiêu chí khơng gi ng c a l p khác đư c xem xét đ tính tính tốn ñ ưu tiên c a m i k t n i D a nh ng tham s k t h p v i ñi u ki n kênh truy n đ tính đ ưu tiên c a k t n i c th 3.5 K T LU N CHƯƠNG 18 Chương - MÔ PH NG THU T TOÁN L P L CH 4.1 GI I THI U CHƯƠNG 4.2 TƯƠNG QUAN GI A THU T TOÁN HÀNG Đ I VÀ THU T TOÁN L P L CH TRONG WIMAX Th t khái ni m l p l ch hàng đ i gói d li u l p l ch Wimax có m t s tương ñ ng nh t ñ nh B i Wimax t n t i hàng ñ i cho lu ng d ch v riêng bi t Nhưng vi c l p l ch Wimax hàng đ i có m t s ràng bu c nh t đ nh s gi i h n v tài nguyên yêu c u ch t lư ng d ch v 4.3 ÁP D NG THU T TOÁN MDRR TRONG WIMAX Thu t toán l p l ch MDRR th t s m t d ng m r ng c a ch l p l ch trư c ñó DRR Nó có m t s bi n ñ i c i ti n so v i DRR nên có tên MDRR Tuy nhiên MDRR giá tr h n ng ch nh n ñư c cho hàng ñ i d a tr ng s liên k t v i chúng, ch phương trình (4.1) Quantum = MTU + 512*Weight (4.1) Trong phương trình (4.1), giá tr tr ng s đư c gán tương ñương v i t l ph n trăm đư c ch sau Weight = (4.2) Cơ ch l p l ch MDRR d a DRR c ng thêm vào ph n hàng ñ i ưu tiên (PQ) Cơ ch hàng ñ i ưu tiên ñư c s d ng nh m m c đích cách ly lu ng lưu lư ng có yêu c u cao v i lu ng lưu lư ng khác ñ cho ch t lư ng c a d ch v ñư c c i thi n t t Mơ hình thu t tốn đư c miêu t sau: 19 Hình 4.3: Mơ hình thu t tốn MDRR 4.4 MƠ PH NG 4.4.1 Các thơng s ban đ u Q trình mơ ph ng ñư c th c hi n OPNET Topology PMP ñư c ch n ñ h tr thuê bao di đ ng 02 user s d ng ng d ng Voip (tương ng v i d ch rtPS) v i ch mã hóa G.711 02 user s d ng d ch v FTP (tương ng v i d ch v nrtPS) có t i d li u cao, user l i s d ng d ch email (tương ng v i d ch v BE) có t i d li u cao Hình 4.6: Mơ hình m ng mơ ph ng K t qu mơ ph ng t p trung vào thơng s b o đ m QoS: thơng lư ng, đ trư t ñ tr 4.4.2 K t qu mơ ph ng • Đánh giá v thơng lư ng 20 Hình 4.7: Thơng lư ng s d ng thu t toán RR MDRR Quan sát hình v ta th y: thơng lư ng c a rtPS MDRR c i thi n so v i RR, gi m thi u thông lư ng FTP ñ b o ñ m cho ng d ng th i gian th c v n b o ñ m ñư c lưu lư ng cho thuê bao s d ng d ch v FTP email • Đánh giá v ñ tr Đ tr (delay) nh n đư c áp d ng thu t tốn l p l ch RR MDRR cho WIMAX 21 Hình 4.8: Đ tr s d ng thu t tốn RR MDRR • Ta th c hi n ñánh giá v ñ tr (delay) cho thay đ i kích thư c gói tin b ng cách thay ñ i s frame/s ng d ng d ch v VoIP: Hình 4.9: Đ tr nh n đ i v i RR MDRR thay ñ i kích gói 22 Hình 4.10: Đ tr đ i v i RR MDRR thay đ i kích thư c file Theo k t qu mơ phịng: đ tr cho ng VoIP, FTP, email s d ng thu t tốn RR ln cao so v i thu t toán MDRR Đ tr tăng d n thay đ i kích thư c gói tin kích thư c d li u d ch v , giá tr tăng lên ñ i v i RR cao Đ tr s d ng thu t tốn MDRR có giá tr nh thay đ i Đ tr tương ñ i n ñ nh lưu lư ng kích thư c gói tin tăng lên V i thu t toán MDRR ta nh n ñư c giá tr ñ tr th p 0.01s (t t hơn) n đ nh vi c ñáp ng d ch v cho thuê bao s ñư c c i thi n nhi u C i thi n ñư c QoS cho ng d ng th i gian th c (VoIP) • Đánh giá v ñ trư t Đ trư t nh n ñư c áp d ng thu t toán l p l ch RR MDRR cho WIMAX 23 Hình 4.11: Đ trư t s d ng RR MDRR • Ta th c hi n đánh giá v ñ trư t (jitter) cho thay ñ i kích thư c gói tin: Hình 4.12: Đ trư t đ i v i RR MDRR thay ñ i kích thư c gói tin 24 Hình 4.13: Đ trư t ñ i v i RR MDRR thay ñ i kích thư c file Nh n xét: Khi s d ng thu t tốn RR, đ trư t có giá tr l n Khi ti n hành thay đ i kích thư c gói tin kích thư c d li u d ch v đ trư t bi n ñ ng theo Giá tr ñ trư t tương đ i l n Vì thu t tốn khơng phân bi t đư c nh ng d ch v ưu tiên nên hành x gi a hàng ñ i d n ñ n giá tr đ trư t l n khơng đ i theo th i gian th c thi V i thu t tốn MDRR, giá tr đ trư t c a ng d ng VoIP th p có khuynh hư ng n ñ nh so v i thu t toán RR 4.5 K T LU N CHƯƠNG Qua k t qu mô ph ng th y r ng b l p l ch MDRR cho k t qu t t v vi c ñ m b o thông s ch t lư ng cho lu ng d ch v th i gian th c tho i ho c video b ng cách trì lu ng d ch v ưu tiên Đ ng th i b o đ m thơng lư ng t i thi u cho ng d ng lu ng d ch v nrtPS BE 25 K T LU N VÀ KI N NGH WMAX (802.16) n i lên k thu t m ng không dây băng r ng n hình nh t, v i nhi u ưu ñi m vư t tr i t c ñ truy n d n d li u cao, ph m vi ph sóng r ng, d ch v ñư c thi t l p cho t ng k t n i, tính b o m t cao WiMAX h tr nhi u ng d ng ña phương ti n khác VoIP, truy n hình h i ngh , trò chơi tương tác, data… nh ng ng d ng bao g m nhi u đ c tính t nhiên v n có c a th i gian th c, s đ ng b … Do v y b t kỳ k thu t c n ph i ñáp ng ñư c nh ng tính ch t Đ đáp ng ñư c c n ph i xem xét v nđ khía c nh ch t lư ng d ch v (QoS), đư c ch p nh n m t tiêu chí quan tr ng đ đánh giá hi u su t c a m t m ng Theo tiêu chu n 802.16 ñã ñ nh nghĩa phân lo i thành l p d ch v là: UGS, rtPS, ertPS, nrtPS BE V i m i l p d ch v có nh ng yêu c u v băng thông m c ñ ch t lư ng QoS Hi n có r t nhi u thu t toán l p l ch gi i quy t cho nh ng v n ñ Trong n i dung lu n văn em ñã trình bày m t s ñ c ñi m cơng ngh c a WiMAX đư c Di n ñàn WiMAX IEEE chu n hoá ñưa m t s k thu t l p l ch b n m t s k thu t l p l ch riêng bi t ñư c ñ xu t áp d ng cho WiMAX Lu n văn trình bày thu t tốn l p l ch MDRR ñ xu t áp d ng cho WiMAX, thu t toán l p l ch d a thu t tốn DRR đưa vào ch hàng đ i ưu tiên Qua k t qu mơ ph ng, ta th y ñư c hi u qu c a b l p l ch này, ñ m b o ñư c thông lư ng cho lu ng d ch v ñáp ng ñư c m t s yêu c u QoS c a lu ng d ch v ñ tr , ñ trư t B l p l ch MDRR ñem l i m t s ưu tiên cho lu ng d ch v c n thi t thông qua m t tr ng s Thu t tốn có th i gian th c thi nhanh đ ph c t p khơng cao d dàng áp d ng h th ng WiMAX 26 Ngồi nh ng u đ t đư c t thu t toán l p l ch MDRR cho lu ng d ch v cịn có nh ng h n ch nh t đ nh Đó môi trư ng truy n d n vô n, ch t lư ng kênh truy n thay ñ i liên t c nh hư ng ñ n vi c c p phát tài nguyên, thu t toán khơng nh n bi t đư c nh ng thay ñ i v ch t lư ng kênh truy n nên d n ñ n vi c quy t ñ nh c p phát tài nguyên chưa t i ưu Do v y hư ng phát tri n ti p theo c a lu n văn k t h p ñi u ki n kênh truy n CINR, SNR… vào thu t toán l p l ch MDRR ñ cho vi c c p phát tài nguyên hi u qu Đ ng th i nghiên c u chi ti t thu t toán l p l ch liên l p (Cross-layer) v i h tr QoS t i l p MAC cho ña k t n i ñư c áp d ng cho WIMAX M i k t n i ñư c ch p nh n m ng s ñư c gán m t giá tr ưu tiên, giá tr s ñư c c p nh t ñ ng d a vào ñi u ki n ch t lư ng kênh truy n Th a mãn yêu c u QoS lu ng d ch v ưu tiên v y k t n i có đ ưu tiên cao nh t s ñư c ph c v ñ u tiên t i m i th i ñi m Thu t tốn có ràng bu t v tr , b o ñ m t c ñ cho lưu lư ng th i gian th c phi th i gian th c, s d ng hi u qu băng thông vô n b ng cách khai tác t t s phân t p ña user s k t n i v i lo i d ch v khác Hy v ng qua n i dung lu n văn s cung c p nhìn rõ v v n ñ chưa ñư c chu n hóa tiêu chu n 802.16 vi c l p l ch cho lu ng d ch v V n ñ chưa ñư c chu n hóa mà đ m cho nhà cung c p thi t b gi i quy t, t o s c nh tranh đ có đư c s n ph m t t nh t cho th trư ng ... m vi nghiên c u: - Đ tài không ñi sâu vào ki n trúc m ng Wimax mà t p trung nghiên c u cách th c xây d ng kh i s , tham s thi t k thành ph n Wimax đ làm c cho vi c phân tích sau - Đ tài nghiên. .. này, ngư i ta nghiên c u thu t toán l p l ch Wimax nh m c i thi n ch t lư ng d ch v cho ng d ng khác h th ng Wimax Vì v y, đ tài có tính c p thi t th c ti n cao M C ĐÍCH NGHIÊN C U - Nghiên c u... u v l p Mac l p v t lý Wimax - Phân tích m t s k thu t l p l ch Wimax - Mô ph ng m t s k thu t l p l ch b ng ph n m m OPNET Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U 3.1 Đ i tư ng nghiên c u: Đ tài phân