Hai thuật toán lai (kết hợp) sau đây sử dụng những cơ chế khác nhau cho việc cấp phát băng thông cho những luồng dịch vụ khác nhau trong WiMAX. Thuật toán lai (EDF+WFQ+FIFO) sử dụng một cơ chế ƣu tiên chặt chẽ cho cấp phát băng thông giữa các lớp, trong khi thuật toán lai (EDF+WFQ) cấp phát băng
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ thông cho các luồng dịch vụ dựa trên số lƣợng SS và tốc độ dành riêng tối thiểu (MRTR) của SS trong mỗi lớp dịch vụ.
3.4.2.1 EDF + WFQ + FIFO [8]
Thuật toán lai này sử dụng một cơ chế ƣu tiên chặt chẽ cho tổng băng thông cấp phát. Thuật toán lập lịch EDF đƣợc sử dụng cho các SS thuộc các lớp dịch vụ ertPS và rtPS, thuật toán WFQ đƣợc sử dụng cho các SS thuộc lớp dịch vụ nrtPS và thuật toán hàng đợi FIFO đƣợc sử dụng cho các SS thuộc lớp dịch vụ BE bởi vì lớp này không có bất cứ yêu cầu đảm bảo QoS nào. Công việc phân phối tổng băng thông cho các lớp luồng dịch vụ đƣợc thực hiện lúc khởi đầu mỗi frame còn các thuật toán EDF, WFQ và FIFO đƣợc thực hiện tại thời điểm đến (arrival time) của mỗi gói tin. Cấu trúc cấp phát băng thông của thuật toán này đƣợc minh họa trên hình 3.11.
Hình 3.11 Cấu trúc cấp phát băng thông của thuật toán lai EDF+WFQ+FIFO
3.4.2.2 EDF + WFQ [7]
K Vinay et al. đề xuất một thuật toán lai sử dụng thuật toán lập lịch EDF cho các SS thuộc các lớp dịch vụ ertPS và rtPS và thuật toán WFQ cho các MS thuộc các lớp dịch vụ nrtPS và BE. Cũng giống nhƣ thuật toán lai (EDF+WFQ+FIFO) đã nói tới ở mục trên, công việc phân phối tổng băng thông
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/ cho các lớp luồng dịch vụ đƣợc thực hiện lúc khởi đầu mỗi frame còn các thuật toán EDF, WFQ đƣợc thực hiện tại thời điểm đến của mỗi gói tin. Tổng băng thông đƣợc phân phối cho các MS thuộc các lớp luồng dịch vụ khác nhau.
TỔNG KẾT VÀ ĐÁNH GIÁ SƠ LƢỢC CÁC THUẬT TOÁN
Trong chƣơng vừa rồi luận văn đã trình bày về bộ lập lịch và một số thuật toán lập lịch cơ bản trong WiMAX. Tóm lại chúng ta đã biết đƣợc mục đích của việc lập lịch là nhằm cung cấp đảm bảo các yêu cầu về QoS trong khi vẫn có khả năng tận dụng một cách hiệu quả băng thông, nói cách khác lập lịch chính là một kỹ thuật giúp quản lý tài nguyên vô tuyến (Radio Resource Management). Các thuật toán lập lịch cơ bản là RR, WRR, WFQ, PF, Max CINR,…Từng thuật toán có ƣu nhƣợc điểm riêng, ví dụ Max CINR tận dụng đƣợc tối đa tài nguyên băng thông tuy nhiên không đảm bảo đƣợc tính công bằng, trong khi PF đảm bảo đƣợc tính công bằng nhƣng không đảm bảo đƣợc một tốc độ duy trì tối thiểu cho các dịch vụ, đặc biệt trong những khoảng thời gian ngắn, còn RR là một thuật toán đơn giản, thời gian xử lý nhanh và tốn ít dung lƣợng bộ nhớ, tuy nhiên có độ trễ hàng đợi cao và không đảm bảo QoS. Bên cạnh những thuật toán đƣợc nêu trên thì còn có rất nhiều các thuật toán khác đƣợc nghiên cứu phát triển, chẳng hạn nhƣ: Delay Round Robin (DRR), Earliest Deadline First (EDF), Largest Weighted Delay First (LWDF), Delay Threshold Priority Queuing (DTPQ),…Các thuật toán này không nằm trong phạm vi nghiên cứu của luận văn.
Bảng 3.5 đƣa ra một tổng kết và đánh giá sơ lƣợc về các thuật toán đã khảo sát ở những mục trên.
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/
Bảng 3.5 Tổng kết các thuật toán lập lịch gói khảo sát
Stt Tên thuật toán lập lịch Khảthi cho WiMax
Ƣu điểm Nhƣợc điểm
Các tham số của thuật toán 1 Round Robin (RR)
Không Đơn giản, dễ triển khai. Do ngƣời dùng có luồng lƣu
lƣợng, chất lƣợng kênh vô tuyến và các yêu cầu QoS khác nhau nên sử dụng thuật toán này là không phù hợp.
Không có 2 Weighted Round Robin (WRR) [7]
Có Cấp phát băng thông tƣơng
đối công bằng cho các SS, có thể sử dụng để lập lịch cho cả đƣờng downlink và uplink.
Không đảm bảo giới hạn độ trễ, không hoạt động tốt khi độ dài gói thay đổi liên tục nếu không cung cấp cho bộ lập lịch độ dài gói và chiều dài hàng đợi, tuy nhiên làm nhƣ vậy lại dẫn tới tăng độ phức tạp triển khai. Các giá trị trọng số (weights) 3 Deficit Round Robin (DRR) [7] Có
Đơn giản khi triển khai, cấp phát băng thông tƣơng đối công bằng cho các SS. Hiệu quả trong trƣờng hợp kích thức gói tin đến thay đổi. Chỉ có thể sử dụng cho đƣờng downlink Số lƣợng tử Qi cho mỗi SS i 4 Early Deadline First (EDF)[20] Có Cho độ trễ trung bình của các luồng thời gian thực thấp.
Dẫn tới tình trạng “đói tài nguyên” (starvation) của những ngƣời dùng có độ ƣu tiên về trễ thấp hơn.
Weighted Fair
Đảm bảo giới hạn trễ (Delay bound) khi sử dụng kèm theo ràng buộc về Leakey Bucket, hơn nữa
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/
5 Queueing
(WFQ) [16]
Có thuật toán này có thể tái cấp
phát phần băng thông chƣa sử dụng cho các kết nối đang hoạt động một cách công bằng theo trọngsố. 6 Hybrib(EDF + WFQ+FIFO ) [8] Cho độ trễ trung bình của các luồng thời gian thực thấp.
Độ phức tạp triển khai cao.
7
Hybrib(EDF + WFQ)
Cho độ trễ trung bình của các luồng thời gian thực thấp. Phân phối băng thông công bằng hơn thuật toán EDF+WFQ+FIFO
Số hóa bởi Trung tâm học liệu http://www.lrc.tnu.edu.vn/
CHƢƠNG 4: ĐÁNH GIÁ MÔ PHỎNG MỘT SỐ KỸ THUẬT LẬP LỊCH TRONG WIMAX
Trong chƣơng này, học viên sẽ thực hiện việc đánh giá một số thuật toán lập lịch trong WiMAX, việc đánh giá kết quả này nhằm mục đích kiểm chứng lại lý thuyết đã nghiên cứu và trình bày ở các chƣơng trên về ƣu nhƣợc điểm của từng thuật toán, để minh họa rõ hơn về khả năng quản lý tài nguyên vô tuyến trong WiMAX của các thuật toán, cụ thể là về độ trễ, khả năng tận dụng băng thông và tính công bằng của từng thuật toán. Hai thuật toán đƣợc tiến hành đánh giá mô phỏng trong nội dung mục 3.4 là các thuật toán PF và WFQ kết hợp ràng buộc tốc độ luồng Leaky Bucket.