Kết luận: Sử dụng cơ chế hàng đợi IRSA rất có giá trị trong truyền Mutimedia.
(6) Mô phỏng 6:
Mô hình như hình 38 nhưng sẽ cho 8 node và 7 flows(luồng). Toàn bộ 4 Flows đầu gửi MPEG-4 lưu lượng đến trạm điều khiển PNC node (0). Để thiết đă ̣t tốc đô ̣ mỗi flows , sử dụng mảng “vdo_rate_factors”, 40 nghĩa là 8Mpbs, sử dụng từ 5 bởi vì hiện tại CBS làm việc chỉ với số nguyên của 1 Mbps. Nếu không sử dụng CBS, có thể đặt tùy ý.
Mô phỏng này nhằm so sánh giữ CBR và MPEG-4 và giữa nhiều flow, gồm các thông số sau:
+ 4 flow cho MPEG-4 + 3 flow cho CBR
Flow được đánh theo thứ tự từ 0-7.
4 luồng flow cho MPEG-4 có thông số như sau: - rateFactor_: tốc độ truyền đều là: 8 Mbps
- Chỉ khác nhau về initialSeed_ : (tuỳ chọn) khoảng cách thời gian giữa các gói như sau:
set vdo_seeds(1) 0.402 set vdo_seeds(2) 0.403 set vdo_seeds(3) 0.404 set vdo_seeds(4) 0.405
2 luồng flow cho CBR chỉ có thông số packet là khác nhau: set cbr_pkt_size(1) 500
set cbr_pkt_size(2) 1000 set cbr_pkt_size(3) 500
Ngoài ra ta có chung các thông số khác gồm: + bandwidth 100Mb
+Schedule là: SRPT
+ Super frame là: 8byte (8000) + Thời gian mô phỏng là: 10 giây.
+ interval (khoảng time giữa 2 sự kiện) là 1 ms. + vdo_rate_factors để cố định là: 8 Mbps
+ Khoảng cách topo là: 60 x 40.
+ Cỡ gói Agent/UDP là: 1Mb (1000000)
+ Phân bố FID như sau: từ 0-3 là MPEG-4 và 4-6 là:CBR, ta có kết quả như sau:
SO SÁNH THÔNG LƯỢNG TRUNG BÌNH CỦA CÁC FLOW 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 1 .6 2 .2 2 .8 3 .4 4 4 .6 5 .2 5 .8 6 .4 7 7 .6 8 .2 8 .8 9 .4 10 1 0 .6 1 1 .2 1 1 .8
Thời gian mô phỏng (s)
T h ô n g lư ợ n g t ru n g b ìn h ( M b p s ) Flow0 Flow1 Flow2 Flow3 Flow4 Flow5 Flow6 Hình 44: Kết quả tổng hợp so sánh 4 flow
Nhìn vào kết quả ta thấy so với chế độ 2 node thì ở chế độ đa node (8 node) kết quả thu được cũng rất tốt và không bị ảnh hưởng bởi các node khác và sự thay đổi giá trị tỷ lệ phát gói tin có dẫn đến thay đổi chất lượng của kết quả; thông lượng của phần có tỷ lệ phát thấp nhất có kết quả tốt nhất (flow 0). So sánh về 3 luồng CBR ta thấy tỷ kết quả hầu như được 100%, rất đều và chỉ phụ thuộc vào kích cỡ gói tin. Gói tin có kích cỡ cao hơn cho kết quả tốt hơn. Như vậy, sử dụng chuẩn 802.15.3 trong truyền Media là rất tốt và thường không bị ảnh hưởng bởi các node xung quang (trạm làm việc).
(7) Mô phỏng 7: So sánh chuẩn 802.15.3 với các chuẩn 80211 và 802154
- Mô hình như hình 38 nhưng chỉ gồm 2 node 0,1. Trong đó, node 0 là trạm điều khiển (PNC), các node 1 là trạm làm việc (DEV). Để tạo ra nguồn lưu lượng UDP, ở node 1 thiết bị sẽ truyền một luồng CBR đến thiết bị ở node 0.
- Hàng đợi Queue/DropTail/PriQueue (hàng đợi ưu tiên chứa các đỉnh chờ duyệt) chứa lưu lượng UDP truyền luồng CBR từ nguồn node(1).
- Agent Loss Monitor, hoạt động như một traffic sink và gắn vào node(0). Loss Monitor (Giám sát mất mát) có thể giám sát các packet đang được truyền, cũng như các packet bị mất.
- Giá trị bandwidth (băng thông) và delay (trì hoãn) tương ứng có thể là 100Mb và 0.1ms. NS-2 hỗ trợ nhiều giá trị queue_type (kiểu hàng đợi) như RED, Drop Tail… Trong các mô phỏng này, tôi sử dụng kiểu hàng đợi Drop Tail như hình 39. Như vậy, ở phía Node (0) sẽ nhận được các gói tin từ hàng đợi Queue/DropTail/PriQueue đặt ở bên node (1).
Các tham số:
• start: bắt đầu gửi packet theo các tham số cấu hình là 1ms • stop: ngừng gửi packet traffic_end_time là: 11ms
• PacketSize_: cỡ cố định của packet được tạo trong mô phỏng này là 100.
• Chiều dài khe đảm bảo an toàn gts_time là: 28. • Kích cỡ superframe superframe_size là 8000.
• Kiểu của superframe là: "use-dynamic-superframe". • rateFactor_: tốc độ truyền 0.4Mb
• initialSeed_ : (tuỳ chọn) khoảng cách thời gian giữa các gói 0.401ms.
Đối với 802.11 và 802.15.4 cũng có tham số về kích cỡ gói tin, tốc độ truyền và khoảng cách thời gian giữa các gói tin như nhau.
SO SÁNH THÔNG LƯỢNG TRUNG BÌNH CỦA CÁC CHUẨN KHÔNG DÂY
0 0.5 1 1.5 2 2.5 0.25 1.7 2.7 3.7 4.7 5.7 6.7 7.7 8.7 9.7
Thời gian mô phỏng (s)
T h ô n g l ư ợn g t ru n g b ìn h ( M b p s ) Chuẩn 802.15.3 chuẩn 802.11 Chuẩn 802.15.4
Hình 45: Kết quả tổng hợp so sánh 3 chuẩn không dây Nhìn vào biểu đồ cho thấy: Nhìn vào biểu đồ cho thấy:
802.15.3 có thông lượng rất tốt khi truyền UDP và ổn định.
802.15.4 có thông lượng yếu nhất và 80211 giữ mức trung bình so với 2 chuẩn còn lại.
Như vậy, qua kết quả mô phỏng chúng ta thấy rõ rằng chuẩn 802.15.3 là chuẩn có khả năng truyền Multimedia tốt nhất so với các chuẩn không dây khác ( đơn cử 2 chuẩn không dây được so sánh là: 802.11 và 802.15.4). Nó mang lại nhiều giá trị cho cuộc sống con người, tương lai chuẩn 802.15.3 sẽ là nhân tố hình thành nên ngôi nhà thông minh của con người.
KẾT LUẬN
Trong thế giới ngày một phát triển cùng với hệ thống mạng đa dạng, nhu cầu được sử dụng thân thiện và chi phí vừa phải luôn được người sử dụng đón nhận và mong muốn, chuẩn 802.15.3 mang lại một công nghệ siêu băng thông rộng với hỗ trợ tốc độ tối đa có thể lên đến 1Gbps, niềm ước ao của các ngành công nghiệp phục vụ người dùng trong lĩnh vực giải trí, kinh doanh, y học,… rất rất nhiều. Chuẩn 802.15.3 mang lại một xu hướng mới với những ứng dụng đa dạng, thiết thực trong môi trường mạng cá nhân như Máy quay phim kỹ thuật số, Camera cố định kỹ thuật số, TV, màn hình, Máy chiếu LCD, Máy in, điện thoại công cộng, Bộ loa âm thanh trung thực cao, PC, PDA, điện thoại bàn…. Bởi chuẩn 802.15.3 tiết kiệm năng lượng tối đa, tuổi thọ pin rất cao nên tính di động bền rất cần đối với những thiết bị dạng cầm tay như PDA, laptop, Nghe nhạc MP3, xem phim IPTV, … Bởi vậy luận văn mong muốn mang đến cái nhìn tổng quan về chuẩn 802.15.3 để thấy được các vấn đề như tiết kiệm điện năng, truyển tải trên siêu băng rộng, hệ thống truyền tải tin cậy… từ đó cho chúng ta biết tại sao chuẩn 802.15.3 lại được yêu mến đến như vậy và sẽ là 1 công cụ tạo ra ngôi nhà thông minh tương lai cho chúng ta.
Luận văn này sử dụng bộ mô phỏng NS2 để thực hiện các mô phỏng đánh giá hiệu suất của chuẩn 802.15.3 theo các tiêu chí và cơ chế riêng của chuẩn này và so sánh nó với các chuẩn 802.15.4 và 802.11, NS-2 là một trong những công cụ mô phỏng có nhiều ưu điểm, cho phép người sử dụng dễ dàng lập mô hình mô phỏng cho nhiều loại mạng khác nhau, đáp ứng hầu hết các nhu cầu của người nghiên cứu giao thức mạng. Thêm vào đó, tính năng tương tác với mạng thực của NS-2 đã làm tăng thêm tính tin cậy của hệ thống, vì có thể thực hiện mô phỏng trong môi trường mạng thật, được thừa kế tất cả những ưu điểm của tính năng mô phỏng NS-2 thông thường.
Với việc hoàn thành Luận văn này, ngoài việc nắm vững và hệ thống hoá các kiến thức nền tảng mạng và các chuẩn không dây, đặc biệt là chuẩn 802.15.3 và bộ mô phỏng NS-2, tôi đã đạt được các kết quả cụ thể sau thông qua NS-2:
1/ Mô phỏng các cơ chế của chuẩn 802.15.3 trong môi trường 2 node. 2/ Mô phỏng các cơ chế của chuẩn 802.15.3 trong môi trường đa node.
Các kết quả nghiên cứu của tôi đã khẳng định các ưu điểm nổi bật nêu trên của chuẩn 802.15.3 thông qua các cơ chế của chuẩn 802.15.3 và so với các chuẩn 802.11 và 802.15.4.
TÀI LIỆU THAM KHẢO A - Tài liệu tiếng Việt
[1]. Nguyễn Đình Việt (2008), bài giảng “Đánh giá hiệu năng mạng máy tính”.
[2]. Từ điển Wikipedia, http://vi.wikipedia.org/.
B - Tài liệu tiếng Anh
[3]. Andrew D. Parker, (July 14th, 2004), “A Guide For the Clueless: IEEE 802.15.4 Standard for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR- WPAN)”.
[4]. A Comprehensive Performance Study of IEEE 802.15.4, Jianliang Zheng and Myung J. Lee, www-
ee.ccny.cuny.edu/zheng/papers/paper1_wpan_performance.pdf.
[5]. Bộ lập trình 802.15.3 của Mustafa Demirhan,
http://inrg.csie.ntu.edu.tw/802153_extension/ns2extension.html.
[6]. Eitan Altman & Tania Jimenez (2003-2004), "Ns simulator for beginners", lecture-node.
[7]. Giới thiệu IEEE 802.15, http://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.15. [8]. Giới thiệu WLAN của UITS (University Information Technology
Services), http://kb.iu.edu/data/aick.html.
[9]. Giới thiệu về IEEE 802.15, http://ieee802.org/15/pub/. [10]. Giới thiệu về ns, http://www.isi.edu/nsnam.
[11]. Giới thiệu về SRPT,
http://www.math.cmu.edu/users/nw0z/abstracts/gromoll.html. [12]. Giới thiệu về VINT, http://www.isi.edu/vint.
[13]. Giới thiệu về xgrpah, http://www-mash.cs.berkeley.edu/vint/xgraph. [14]. IEEE std 802.15.3, (2003), “Information technology -
- Telecommunications and information exchange between systems -- Local and metropolitan area networks -- Specific requirements – Part 15.3: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for High Rate Wireless Personal Area Networks (WPANs)”.
[15]. IEEE published by The Institude of Electrical and and Electronics Engineer, Inc. (Oct 2005), “802.15.4, IEEE standard for Information technology”.
[16]. IEEE 802 Wireless systems, John Wiley and Sons, http://www.worldcat.org/oclc/271872744h.
[17]. IEEE P802.15 Working Group for WPANs, (Mar. 2004), “Multi-band OFDM Physical Layer Proposal for IEEE 802.15 Task Group 3a,”. [18]. IEEE-SA Standards Board, Sponsor LAN/MAN Standards
Committee, of the IEEE Computer Society. (Approved 12 May 2003), “IEEE Standard for Information technology, Telecommunications and information exchange between systems,Local and metropolitan area networks Specific requirements Part 15.4: Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs)”.
[19]. IEEE 802.15.4/D18, Draft Standard, (Feb, 2003), “Low Rate Wireless Personal Area networks”.
[20]. Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. 345 East 47th street, New York, NY 10017, USA. (2003), “IEEE project 802 Wireless Personal Area Network Working Group 802.15”.
[21]. Janliang Zheng and Myung J. Lee. “A comprehensive Performance Study of IEEE 802.15.4”.
[22]. Jae Chung and Mark Claypool, “NS by Example”.
[23]. Network advanced modeling in NS-2, Giovanni Perbellini, 2005. [24]. Standard ECMA-368 (High Rate Ultra Wideband PHY and MAC
Standard), www.ecma-international.org/publications/standards/Ecma- 368.htm.
[25]. The ns Manual, January 20, 2007, the VINT Project.
[26]. The Evolution of Ultra Wide Band Radio for Wireless Personal Area Networks,http://www.highfrequencyelectronics.com/Archives/Sep03/ HFE0903_TechReport.pdf.
[27]. Ultra-Wideband in Singapore 2004 May 24, 2004, http://www.ida.gov.sg/doc/technology/technology_level3/UWB_in_S ingapore.pdf.
[28]. UWB Product and System Design, http://www.plextek.com/uwb.htm.
[29]. Xây dựng ví dụ trong NS, http://nile.wpi.edu/NS/.
[30]. Yuefeng Zhou, David I. Laurenson, Stephen McLaughlin, School of Engineering & Electronics, University of Edinburgh, http://www.ctr.kcl.ac.uk/IWWAN2005/papers/97_MVCE_Yuefeng_ 2.pdf.