31
RSS thay đổi tỷ lệ S biến đổi với kích cỡ cửa sổ của ước lượng nghiêng và khoảng cách mẫu RSS. Để rõ hơn về tính toán S xin tham khảo công thức (4), (5) và (6) trong [ZLS06]. ASST là thông số ứng dụng độc lập nó đặc trưng cho tập hợp tỷ lệ bit lỗi kênh, các yêu cầu ứng dụng phục hồi lỗi và ứng dụng QoS.
32
Hình 3.5: Dựđoán VHD [MA06]
Trong kịch bản thứ hai, khi MT di chuyển vào tế bào wlan, chuyển giao đến wlan được thiết lập nểu phép đo RSS trung bình của tín hiệu WLAN lớn hơn ngưỡng ( ) và băng thông khả dụng của WLAN đạt tới băng thông yêu cầu của ứng dụng. Biểu đồ Hình 3.4 mô tả phương pháp phỏng đoán.
Lợi ích của thuật toán này có thểđược tổng kết như sau. Thứ nhất, bằng cách đo thời gian sống, thuật toán thích ứng với các yêu cầu ứng dụng và người dùng di động, giảm số chuyển giao không cần thiết một cách đáng kể. Thứ hai, có sự cải thiện thông lượng trung bình cho người dùng bởi vì khả năng MT vẫn được kết nối
33
đến tế bào WLAN lâu nhất có thể. Tuy nhiên, gói trễ tăng lên với sự tăng lên thời gian sống, do sự giảm giá trị của điều kiện kênh khi MT tiến gần tới cạnh biên của tế bào WLAN. Kết quả này có thể giới hạn cho trễứng dụng nhạy và giảm hiệu suất của chúng. Để giải quyết vấn đề này ASST khớp theo các thông số hệ thống khác nhau bao gồm các ngưỡng trễ, vận tốc MT, giá tín hiệu chuyển giao và hậu quả về gói trễ.
Phỏng đoán động dựa vào ngưỡng RSS
Mohanty[MA06] đưa ra phương pháp quyết định chuyển giao từ WLAN đến 3G dựa vào sự so sánh của RSS hiện tại và ngưỡng RSS động ( ) khi MT được kết nối tới điểm truy nhập WLAN, S (dBm) được tính như sau:
10 10 (3.4.3)
Trong đó (dBm) là mức cực tiểu của RSS yêu cầu cho MT giao tiếp với điểm truy nhập, β là hệ số đường suy hao, d là độ dài cạnh của tế bào WLAN (tính theo m, giả sử là tế bào có hình lục giác), LBA là khoảng cách ngắn nhất giữa điểm chuyển giao bắt đầu và biên WLAN, và (dB) là biến Gaussian ngẫu nhiên không với độ lệch tiêu chuẩn nó tiêu biểu cho biến đổi thống kê trong RSS nguyên nhân gây ra bởi hiệu ứng che chắn. Khoảng cách LBA thay đổi theo xác xuất chuyển giao thất bại cho phép p , vận tốc MT , và độ trễ chuyển giao từ WLAN đến 3G , và được tính như sau:
2 2 1 (3.4.4)
Sử dụng ngưỡng RSS động giúp giảm tác động của chuyển giao khởi tạo sai và giữ chuyển giao thất bại ở dưới mức hạn chế. Tuy vậy, trong thuật toán này xác suất chuyển giao thất bại từ mạng 3G đến tế bào WLAN được coi như bằng không khi độ phủ mạng 3G được giả sử rằng luôn sẵn sàng và như vậy chuyển giao đến WLAN luôn được mong muốn bất cứ khi nào MT đi vào vùng phủ WLAN.
34
[YMS08] đã nghiên cứu và tìm ra rằng điều này không có hiệu quả khi thời gian di chuyển của MT bên trong tế bào WLAN nhỏ hơn độ trễ chuyển giao và trong trường hợp đó chuyển giao sẽ làm lãng phí tài nguyên mạng.
Phỏng đoán dựa vào dựđoán khoảng cách di chuyển
Để loại trừ các chuyển giao không cần thiết, phương pháp được đưa ra ở Mục 3.4.1, [YMS08, YSM08, YSN] đã phát triển thuật toán VHD nghiên cứu về thời gian MT kỳ vọng tiêu tốn trong tế bào WLAN. Phương pháp dựa vào sự đánh giá thời gian di chuyển trong WLAN và tính toán ngưỡng thời gian ( ) chuyển giao đến WLAN được thực hiện nếu vùng phủ sẵn sàng và đánh giá được thời gian di chuyển trong tế bào WLAN lớn hơn thời gian ngưỡng. Đánh giá thời gian di chuyển ( ) được tính như sau:
(3.4.5)
Trong đó R là bán kính của tế bào WLAN, là khoảng cách giữa điểm truy nhập và nơi MT nắm giữ RSS mẫu, v là vận tốc của MT và và theo thứ tự là thời gian mà MT nắm giữ RSS mẫu và đi vào vùng tế bào WLAN phủ. được đánh giá dựa trên mô hình sử dụng thông tin RSS và log suy hao đường.
Ngưỡng thời gian ( ) được tính dựa vào biến đổi các thông số như sau: (3.4.6)
Trong đó là trễ chuyển giao từ mạng tế bào đến WLAN, P là xác suất chuyển giao thất bại, không cần thiết hoặc đứt kết nối cho phép. Một chuyển giao đến mạng tế bào bắt đầu nếu RSS của WLAN tiếp tục giảm và MT đi đến khu vực biên bắt đầu chuyển giao, kích cỡđó thay đổi theo tốc độ của MT. Hình 3.6 mô tả phương pháp phỏng đoán của Yan.
35
Hình 3.6: Phỏng đoán VHD [YMS08, YSM08, YSN]
Ưu điểm chính của phương pháp này đó là giảm thiểu chuyển giao thất bại, chuyển giao không cần thiết và rớt kết nối. Nhưng phương pháp này dựa vào lấy mẫu và lấy trung bình các điểm RSS, nó làm tăng thêm trễ chuyển giao.
3.4.2 Thuật toán VHD dựa vào băng thông
Thuật toán VHD dựa vào băng thông quan tâm đến băng thông hiệu dụng cho MT hoặc thông lượng yêu cầu như các tiêu chuẩn chính. Trong mục này sẽđưa ra ba thuật toán VHD dựa trên băng thông.
36
Lee [LCCS05] đưa ra thuật toán VHD dựa vào QoS lấy băng thông dư thừa và yêu cầu dịch vụ người dùng quyết định có chuyển giao từ WLAN đến mạng không dây diện rộng (WWAN) hay không và ngược lại.
Khi MT kết nối đến WLAN, thuật toán chuyển giao bắt đầu nếu phép đo RSS luôn dưới ngưỡng ( ). Thuật toán cũng lấy trạng thay MT để xem xét. Nếu MT trong trạng thái chờ chuyển giao sẽ thực hiện truy nhập mạng ưu tiên, nếu không quyết định chuyển giao dựa vào loại ứng dụng người dùng. Với các ứng dụng trễ nhạy cảm, chuyển giao xuất hiện chỉ khi nếu WLAN hiện tại không có khả năng cung cấp đủ băng thông cho ứng dụng trong khi WWAN có khả năng cung cấp băng thông cần thiết. Với các ứng dụng trễ cho phép, chuyển giao thực hiện nếu WWAN cung cấp băng thông cao hơn của WLAN. Giá trị gần đúng của băng thông dư thừa của WLAN được tính theo công thức sau:
residual 1 α _ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
1 _ _ (3.4.7)
Trong throughput là thông lượng có thể được chia sẻ theo các MT trong WLAN, _ là phần trăm thời gian điểm truy nhập, α là hệ số phản ánh IEEE 802.11 (trong luận văn này nó bằng 1,25) và _ _ là phần của giao thức chuyển giao điều khiển truy nhập khối dữ liệu.[DStP03]
Khi MT kết nối đến WWAN, quá trình tương tự được đưa ra nếu các cảnh báo liên tiếp từ WLAN với RSS trên ngưỡng thu về. Biểu đồ thuật toán được đưa ra trong Hình 3.8
Coi như băng thông hiệu dụng như tiêu chuẩn VHD chính, phương pháp này có khả năng đạt được thông lượng cao, độ trễ thấp. Tuy nhiên, lấy được thông tin băng thông hiệu dụng trong mạng tế bào cho quyết định chuyển giao là khá khó khăn. Hơn nữa trong phương pháp này chuyển giao đến mạng ưu tiên được thực hiện khi MT trong trạng thái chờ. Tuy vậy khi MT ở trong mạng ưu tiên trong
37
khoảng thời gian ngắn, sự di chuyển có thể là kết quả tỷ lệ nghẽn cao cho các ứng dụng mới.
Hình 3.7: Phương pháp VHD của Lee Phương pháp dựa vào tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu và tạp âm
Yang [YGQD07] đưa ra phương pháp VHD dựa vào băng thông giữa mạng WLAN và mạng WCDMA sử dụng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu và tạp âm (SINR). Tính toán SINR là tín hiệu WLAN biến đổi tương đương SINR so sánh với SINR của kênh WCDMA
38
Trong đó và theo thứ tự là SINR tại MT khi kết hợp với WLAN và WWAN. Γ (dB) là chỗ trống giữa chỗ chưa mã hóa của QAM và dung lượng kênh, trừ mã tăng ích và và bằng 3dB trong WLAN. và là băng thông sóng mạng của WLAN và WCDMA. Thực hiện chuyển giao đến mạng với SINR lớn được mô tả như Hình 3.8
Chuyển giao dựa vào SINR có thể cung cấp cho người dùng tất cả thông lượng cao hơn chuyển giao dựa vào RSS khi thông lượng khả dụng phụ thuộc trực tiếp vào SINR và các kết quả của thuật toán trong cân
Hình 3.8: Phương pháp VHD của Yang [YGQD07]
bằng tải giữa mạng WLAN và mạng WCDMA. Nhưng thuật toán cũng đưa ra thừa các chuyển giao với các biển đổi của SINR nguyên nhân gây ra chuyển giao trở lại giữa hai mạng, và được gọi là hiệu ứng bóng bàn (ping-ping)[Pol96]
39
Trong [CCHL07] đưa ra phương pháp dựa vào dự đoán xác suất quyết định sai. WDP được tính bằng cách tổ hợp xác suất chuyển giao không cần thiết và chuyển giao bị mất. Giả sử rằng có hai mạng là i và j với vùng chồng lấn nhau;b và
b là băng thông hiệu dụng của chúng. Một chuyển giao không cần thiết xuất hiện khi MT trong mạng i và quyết định chuyển giao đến j nhưng nhỏ hơn . Một chuyển giao bị mất xuất hiện khi MT quyết định ở lại kết nối ở mạng i nhưng nhỏ hơn .
Một chuyển giao từ mạng i đến mạng j bắt đầu nếu hoặc , trong đó là xác suất chuyển giao không cần thiết, ρ là lưu lượng của mạng , = 0,001, và là băng thông ngưỡng. Biểu đồ thuật toán được biểu diễn ở hình 3.9
40
Thuật toán này có khả năng giảm WDP và cân bằng lưu lượng tuy nhiên RSS không được đề cập. Chuyển giao đến mạng đích với băng thông cao nhưng tín hiệu thu yếu sẽ không mong muốn cũng như nó sẽ làm rớt kết nối.