Sau khi thực hiện hai thí nghiệm với mô hình như mô tả ở phần 4.1.2 tương ứng
với hai trường hợp sử dụng cơ chế chuẩn 802.11e và cơ chế áp dụng giải thuật gán ñộ ưu tiên ñộng cho các luồng dữ liệu. Ta có ñồ thị mô tả thông lượng của các luồng dữ liệu ở station 1 như sau :
48
(b)
Hình 4.3. Thông lượng của các luồng dữ liệu video streaming
(a) Sử dụng cơ chế 802.11e chuẩn ; (b) Sử dụng cơ chế gán ñộưu tiên ñộng
Dựa vào hai ñồ thị trên ta có dễ dàng thấy rằng. Với phương pháp gán ñộ ưu tiên ñộng luồng dữ liệu ứng với tầng cơ bản (luồng cơ bản) luôn luôn duy trì mức thông lượng cố ñịnh là 128kbps ñể ñảm bảo rằng bên nhận luôn luôn duy trì ñược dịch vụ với bất kỳ thay ñổi nào của môi trường truyền.
Trong khi ñó với trường hợp sử dụng cơ chế 802.11e chuẩn thì thông lượng của tất cả các luồng trong ñó cả luồng cơ bản là không ổn ñịnh và tăng, giảm phụ thuộc vào ñộ rỗi, bận của bận của môi trường. Việc này gây ra tình trạng dịch vụ video streaming sẽ không ổn ñịnh. Do gán cùng ñộ ưu tiên và cố ñịnh chúng trong suốt thời gian truyền do ñó kể cả những lúc mạng bận lưu lượng của các luồng mở rộng vẫn lớn hơn luồng cơ bản (trường hợp cơ chế 802.11e chuẩn) ñiều này là một lãng phí bởi vì trong khi luồng cơ bản có thông lượng nhỏ, việc giải mã các luồng mở rộng lại phụ thuộc vào luồng cơ bản. Do ñó thông lượng của các luồng mở rộng trở nên hoang phí và không có ích gì.
Trong hai ñồ thì trên ta cũng có thể nhận thấy rằng trong ñiều kiện mạng rảnh rỗi (từ giây thứ 10 ñến giây thứ 40 và từ giây thứ 190 ñến giây thứ 210) cả hai phương pháp ñều cho kết quả là 3 luồng dữ liệu video ñều có thông lượng ñạt mức cao do ñó chất lượng video ở bên nhận có ñược có chất lượng tốt. Song khi mạng bắt ñầu trở nên
49
bận ví dụ như khoảng thời gian từ giây thứ 40 ñến giây thứ 70 thì ở trường hợp sử dụng cơ chế 802.11e chuẩn cả ba luồng dữ liệu sẽ ñồng loạt giảm thông lượng, trong khi ñó ở trường hợp sử dụng cơ chế ñộ ưu tiên ñộng. luồng mở rộng 2 sẽ giảm nhanh thông lượng trong khi ñó luồng mở rộng 1 và luồng cơ bản vẫn duy trì ñược thông lượng ở mức cao. Tức là chất lượng video ở bên nhận sẽ vẫn nhận ñược tín hiệu tốt do sự kết hợp giữa luồng cơ bản và luồng mở rộng 1.
Ta cũng có biểu ñồ cột so sánh tổng số gói tin nhận ñược của mỗi luồng dữ liệu như sau.
Hình 4.4. Biểu ñồ so sánh tổng số gói tin
Biểu ñồ so sánh tổng số gói tin cho ta thấy rằng. với phương thức gán ñộ ưu tiên ñộng luồng mở rộng 2 ở bên nhận thu ñược số lượng gói tin ít hơn so với trường hợp sử dụng cơ chế 802.11e chuẩn. Tuy nhiên bù vào ñó hai luồng còn lại (luồng cơ bản và luồng mở rộng 1) của thí nghiệm trong trường hợp sử dụng ñộ ưu tiên ñộng lại có kết quả là số lượng gói tin truyền tới ñích lớn hơn so với trường hợp sử dụng cơ chế 802.11e chuẩn. Mà trong video streming thì hai luồng này là quan trọng hơn luồng mở rộng 2 do ñó có thể nhận thấy việc phương pháp ñộ ưu tiên ñộng hướng tới việc duy trì dịch vụ hơn là phương pháp 802.11e chuẩn (tỷ lệ gói tin truyền ñược chỉ tỷ lệ với tốc
ñộ truyền của luồng dữ liệu mà không quan tâm tới việc ñảm bảo chất lượng cho các
luồng quan trọng).
4.2.2. Đánh giá vềñộ trễ
Ta sẽ ñi so sánh ñộ trễ của các gói tin trong cả hai trường hợp; sử dụng cơ chế
802.11e chuẩn và cơ chế ñộ ưu tiên ñộng cho các luồng. Để ñánh giá xem phương pháp ñộ ưu tiên ñộng có ñem lại hiệu quả về ñộ trễ hay không.
50
Độ trễ của các luồng dữ liệu video tương ứng với cả hai trường hợp ñược thể
hiện bởi hai ñồ thị dưới ñây.
(a)
(b)
Hình 4.5. Độ trễ của các luồng dữ liệu video streaming
51
Dựa vào hai biểu ñồ ñộ trễ của các luồng dữ liệu trên ta có thể nhận thấy, với phương pháp sử dụng ñộ ưu tiên chuẩn, ñộ trễ của các gói tin tương ứng với 3 luồng dữ liệu video streaming là ñồng ñều trong mọi trường hợp khác nhau của môi trường mạng. Phần lớn trong số các gói tin nhận ñược ở bên nhận có ñộ trễ lớn hơn 0.6s và hơn một nửa có ñộ trễ lớn hơn 0.8s. Một số dịch vụ video streaming có yêu cầu ñộ trễ rất thấp, thì với ñộ trễ tầm 0.6s hoặc 0.8s trở lên không thể ñáp ứng ñược yêu cầu này do ñó có thể dịch vụ sẽ bị gián ñoạn và khó duy trì ñược trong tình trạng sử dụng cơ chế này.
Trong khi ñó ở trường hợp sử dụng cơ chế gán ñộ ưu tiên ñộng. Giá trị ñộ trễ của các gói tin ở luồng cơ bản luôn duy trì ở mức 0.015s cho dù có bất kỳ sự thay ñổi nào của môi trường. Luồng mở rộng 1 có ñộ trễ khá cao thường thì các gói tin của nó có ñộ trễ vào khoảng 2s ñến 3s. Luồng mở rộng 2 có ñộ trễ thay ñổi nhiều và có thể ở mức rất cao. Tuy là hai luồng mở rộng có ñộ trễ cao nhưng bù vào ñó ñộ trễ luồng cơ bản luôn luôn ở mức thấp, cho nên bất kỳ dịch vụ video nào cho dù là dịch vụ yêu cầu ñộ trễ video ở mức thấp ñi nữa. Cơ chế này vẫn ñảm bảo duy trì ñược dịch vụ.
Trong những trường hợp mạng rảnh rỗi, tức là khoảng từ gói tin thứ 1 ñến gói tin thứ 6000 và khoảng từ gói tin thứ 69000 tới gói tin thứ 73000 thì cả hai trường hợp ñều duy trì ñộ trễ của 3 luồng ở mức thấp tức là lúc này dịch vụ video streaming sẽ cho chất lượng tốt nhất với ñộ trễ ba luồng hầu như không ñáng kể. Do ñó ở khoảng này dịch vụ video cung cấp sẽ có chất lượng tốt vì video cuối sẽ là sự kết hợp của cả ba luồng dữ liệu. Nhưng ngoài khoảng thời gian mạng rảnh rỗi này ở hình (b) ta có thể thấy rằng trong khoảng từ gói tin thứ 6000 ñến gói tin thứ 13000 và khoảng từ gói tin thứ 62500 tới gói tin thứ 69000 luồng mở rộng 1 có ñộ trễ nhỏ do ñó khoảng thời gian này dịch vụ video streaming có thể có kết quả là video ở ñầu cuối là sự kết hợp của luồng cơ bản và luồng mở rộng 1.
Qua kết quả của hai thí nghiệm trên ta có thể thấy ñược rằng. Phương pháp phân phối ñộ ưu tiên ñộng cho các luồng là khá linh ñộng và thích hợp hơn với tình trạng mạng không ổn ñịnh một thuộc tính cố hữu và cơ bản của mạng không dây.
52
Chương 5. Kết luận
5.1. Kết luận
Khóa luận ñưa ra giải pháp gán ñộ ưu tiên ñộng cho các luồng video streaming nhằm tăng cường việc ñảm bảo chất lượng dịch vụ video streaming trong mạng không dây 802.11. Với việc gán ñộ ưu tiên cho các luồng tương ứng với các tầng của video streaming một cách linh ñộng dựa theo tình trạng của môi trường.
Dựa vào chuẩn 802.11e giải pháp có những sửa ñổi ñể tăng thêm khả năng chống chịu với sự thay ñổi môi trường truyền. Giải pháp có khá nhiều ưu ñiểm như là Tận dụng ñược băng thông lúc mạng rảnh rỗi ñể truyền dữ liệu bằng việc gán ñộ ưu tiên của các luồng là bằng nhau và ở mức cao. Nhưng cũng có sự ñiều chỉnh phù hợp ñộ ưu tiên của các luồng khi tình trạng tắc nghẽn xảy ra sao cho trung hòa giữa việc ñảm bảo rằng các luồng dữ liệu quan trong của video streaming ñược ñảm bảo tốt về băng thông, ñộ trễ và tỷ lệ mất gói tin ngay cả khi mạng có tình trạng tắc nghẽn cũng như cố gắng cung cấp chất lượng tốt nhất có thể của video ñầu cuối.
5.2. Hướng phát triển tiếp theo
Kết quả mô phỏng ñã làm rõ ñược những ñặc ñiểm tốt của giải pháp tuy nhiên việc chọn các giá trị ngưỡng của backoff time cũng như tỷ lệ hủy gói tin vẫn chỉ dựa trên các thí nghiệm mô phỏng ñơn thuần ñưa ra. Vậy hướng tiếp theo ñể phát triển giải pháp là tìm cách ñể chọn những giá trị ngưỡng một cách phù hợp nhất ñể có thể có những bước chuyển ñộ ưu tiên cho các luồng một cách hợp lý
Một mặt nữa ñó là giải pháp mới chỉ ñược ñánh giá bằng cách mô phỏng trên bộ mô phỏng ns-2 chứ chưa có một kết quả thí nghiệm thực tế nào. Nên việc tiếp theo là nên xây dựng ñược những thí nghiệm thực tế ñể ñánh giá một cách trực quan từ ñó có thể thu ñược những kết luận chính xác mà bộ mô phỏng không có ñược.
53
Tài liệu tham khảo
[1] Allen Miu, John G.Apostolopouslos, Wai-tian Tan and Mitchell Trott : “Low- latency wireless video over 802.11 networks using path diversity”
[2] D. J. Leith, P. Clifford, D. Malone, and A. Ng “TCP fairness in 802.11e WLANs”
[3] Gilles Berger-Sabbatel, Andrzej Duda, Olivier Gaudoin, Martin Heusse,
Franck Rousseau “Fairness and its impact on delay in 802.11 network”
[4] IEEE Std 802.11e (2007), Part 11: “Wireless LAN medium access control (MAC) and physical layer (PHY) specifications”
[5] Pierre Ansel, Qiang Ni and Thierry Turletti “FHCF : A simple and eficient scheduling scheme for IEEE 802.11e wireless LAN”
[6] Stefan Mangold, Sunghyun Choi, Peter May, Ole Klein, Guido Hiertz, Lothar
Stibor : “IEEE 802.11e wireless LAN for quality of service”
[7] Sunghyun Choi, Javier del Prado, Sai Shankar, Stefan Mangold : “IEEE 802.11e contention-base channel access (EDCF) performance evaluation”
[8] Wu Dapeng, Hou Yiwei Thomas, Zhu Wenwu, Zhang Ya-Qin, Peha Jon M.
(2001); “Streaming Video over the Internet: Approaches and Directions”.
[9] Yang Xiao, Haizhon Li, Sunghyun Choi “Protection and guarantee for voice and video traffic in IEEE 802.11e wireless LANs”
Website:
http://www.isi.edu/nsnam/ns/