Để xác định trọng số cho các tiêu chuẩn QoS, phương pháp Phân tích thứ bậc AHP được [3] đề xuất sử dụng.. Khi áp dụng AHP vào bài toán chọn đường theo các tiêu chuẩn QoS, cây phân cấp được biểu diễn như Hình 2.1.
(5)
Hình 2.1. Cây AHP cho bài toán chọn đường đa tiêu chuẩn
Theo phương pháp AHP, đối với từng lớp ứng dụng có yêu cầu QoS khác nhau (ngưỡng tiêu chuẩn QoS khác nhau), cần thiết lập ma trận so sánh theo cặp cho từng lớp lưu lượng dữ liệu, sau đó tính véc tơ ưu tiên. Giá trị của các thành phần trong véc tơ ưu tiên là trọng số của các tham số QoS theo lớp lưu lượng.
Để xây dựng ma trận so sánh theo cặp cho từng lớp lưu lượng theo yêu cầu QoS, cần lượng hoá mối quan hệ theo độ quan trọng giữa các giá trị được lấy theo từng cặp từ các tiêu chuẩn: (độ trễ, độ biến thiên trễ, tỉ lệ mất gói và tốc độ dữ liệu). Trên cơ sở đặc tính của từng lớp ứng dụng, cách lượng hoá mối quan hệ về độ quan trọng và giá trị các ngưỡng tiêu chuẩn QoS trong Bảng 2.1, mối quan hệ về độ quan trọng giữa các cặp tiêu chuẩn theo từng lớp QoS được biểu diễn tương ứng trong các trong Bảng 2.2, Bảng 2.3 và Bảng 2.4
Cặp tiêu chuẩn QoS Mô tả Giá trị
Độ trễ - Độ biến thiên trễ Hơi quan trọng 2
Độ trễ - Tỉ lệ mất gói Rất quan trọng 6
Độ trễ - Tốc độ dữ liệu Cực kỳ quan trọng 8 Độ biến thiên trễ - Tỉ lệ mất gói Tương đối quan trọng 4 Độ biến thiên trễ - Tốc độ dữ liệu Rất quan trọng 6 Tỉ lệ mất gói - Tốc độ dữ liệu Tương đối quan trọng 3
Mục tiêu
Chọn đường tốt nhất
Bảng 2.2. Lượng hoá độ quan trọng của các tiêu chuẩn QoS Lớp 1
Cặp tiêu chuẩn QoS Mô tả Giá trị
Tỉ lệ mất gói – Độ trễ Rất quan trọng 5
Tỉ lệ mất gói – Độ biến thiên trễ Tương đối quan trọng 4 Tỉ lệ mất gói – Tốc độ dữ liệu Rất quan trọng 6 Độ biến thiên trễ - Độ trễ Tương đối quan trọng 3 Độ biến thiên trễ - Tốc độ dữ liệu Hơi quan trọng 2
Tốc độ dữ liệu – Độ trễ Hơi quan trọng 2
Bảng 2.3. Lượng hoá độ quan trọng của các tiêu chuẩn QoS Lớp 2
Cặp tiêu chuẩn QoS Mô tả Giá trị
Tỉ lệ mất gói – Độ trễ Rất quan trọng 6
Tỉ lệ mất gói – Độ biến thiên trễ Cực kỳ quan trọng 9 Tỉ lệ mất gói – Tốc độ dữ liệu Tương đối quan trọng 4 Tốc độ dữ liệu – Độ trễ Tương đối quan trọng 3 Tốc độ dữ liệu – Độ biến thiên trễ Rất quan trọng 5 Độ trễ - Độ biến thiên trễ Tương đối quan trọng 3
Bảng 2.4. Lượng hoá độ quan trọng của các tiêu chuẩn QoS Lớp 3
Từ Bảng 2.2, ma trận so sánh theo cặp cho Lớp 1 CM1 được hình thành với thứ tự các cột từ trái qua phải và các dòng từ trên xuống dưới là: độ trễ, độ biến thiên trễ, tỉ lệ mất gói, tốc độ dữ liệu.
𝐶𝑀1 = [ 1 2 6 8 1/2 1 4 6 1/6 1/4 1 3 1/8 1/6 1/3 1 ]
Theo [3], khi xây dựng ma trận so sánh theo cặp, để đảm bảo độ tin cậy và hội tụ của ma trận được thành lập làm cơ sở cho véc tơ trọng số được thành lập từ ma trận, độ nhất quán (CR) của ma trận phải có giá trị nhỏ hơn 0,1.
Với một ma trận so sánh theo cặp CM có kích thước nxn, phương pháp tính véc tơ trọng số được đề xuất trong [43] được tóm tắt như sau:
Bước 1: Thành lập ma trận biến đổi từ ma trận so sánh theo cặp bằng cách lấy từng phần tử chia cho tổng theo cột tương ứng chứa phần tử đó.
Bước 2: Tính véc tơ hạng [RV]. Mỗi phần tử của [RV] là căn bậc n của tích n
phần tử theo hàng của ma trận biến đổi.
Bước 3: Tính véc tơ trọng số [WV] = [CM] x [RV]
Bước 4: Tính véc tơ nhất quán [CV] = [WV] / [RV]
Bước 5: Tính hệ số và chỉ số nhất quán CI (Consistency Index)
𝜆 = 1 𝑛∑ 𝐶𝑉𝑖 𝑛 𝑖=1 𝐶𝐼 = (𝜆 − 𝑛)/(𝑛 − 1) Bước 6: Tính độ nhất quán CR CR = CI / RI
RI là chỉ số được xác định theo bảng quan hệ chỉ số được xác định theo Bảng 2.5
n 3 4 5 6 7 8 9 10
RI 0,052 0,882 1,109 1,248 1,342 1,406 1,450 1,510
Bảng 2.5. Quan hệ giữa chỉ số n và RI
Từ ma trận CM1, áp dụng phương pháp tính véc tơ trọng số được mô tả ở trên, ta tính được véc tơ trọng số W1và độ nhất quán CR1 cho Lớp 1 như sau:
𝑊1 = [ 0,533 0,317 0,101 0,049 ]và CR1= 0,026
Thực hiện tương tự với Lớp 2 và Lớp 3, ta có các kết quả sau:
𝐶𝑀2 = [ 1 1/3 1/5 1/2 3 1 1/4 2 5 4 1 6 2 1/2 1/6 1 ] => 𝑊2 = [ 0,078 0,202 0,604 0.116 ]và CR2=0,044 𝐶𝑀3 = [ 1 3 1/6 1/3 1/3 1 1/9 1/5 6 9 1 4 3 5 1/4 1 ] => 𝑊3 = [ 0,104 0,048 0,623 0,226 ]và CR3= 0,049
Các giá trị CR1, CR2 và CR3 của 3 ma trận tương ứng đều thỏa mãn điều kiện nhỏ hơn 0,1. Do đó, các ma trận CM1, CM2, CM3 và các véc tơ trọng số
W1, W2và W3 đảm bảo đạt yêu cầu.
Các kết quả tính véc tơ trọng số của 3 lớp được tổng hợp trong Bảng 2.6.
Tiêu chuẩn QoS Lớp 1 Lớp 2 Lớp 3
Độ trễ (delay) 0,533 0,078 0,104
Độ xáo trộn gói (jitter) 0,317 0,202 0,048 Tỉ lệ mất gói (packet loss ratio) 0,101 0,604 0,623 Tốc độ dữ liệu (data rate) 0,049 0,116 0,226
Bảng 2.6. Trọng số của các tiêu chuẩn QoS theo các lớp lưu lượng