CHƯƠNG 4 : MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GÍA
4.3. Kịch bản mô phỏng và thông số đánh giá
4.3.1. Các thông số đánh giá chất lượng dịch vụ mạng.[ CITATION RBa07 \l 1033 ]
Đánh giá các kỹ thuật lịch trình cho đa dịch vụ trong mạng LTE-A sử dụng phần mềm mô phỏng LTE-Sim với các thông số:
(4.5)
Thơng lượng trung bình:
(4.6) ptransmiti(t) là kích thước của gói tin được truyền tại eNodeB của người dùng thứ i tại thời điểm thứ t.
K là tổng số người dùng và T là tổng thời gian mơ phỏng.
Tỉ lệ mất gói (PLR: Packet Loss Ratio)
Tỉ lệ mất gói được tính như sau:
(4.7)
pdiscardi(t) là kích thước của các gói tin bị loại bỏ và psizei(t) là kích thước tất
cả gói tin gửi đến bộ đệm tại eNodeB của người dùng thứ i tại thời điểm thứ t. Chỉ số công bằng (fairness)
(4.8) Với ptotaltransmitmax là tồn bộ kích thước gói tin truyền lớn nhất và
ptotaltransmitmin là tồn bộ kích thước gói tin truyền nhỏ nhất được phân phối cho
người dùng.
4.3.2. Thơng số mơ phỏng
Sử dụng chương trình mơ phỏng LTE-Sim với các thơng số như sau:
Bảng 4.1: Thông số mô phỏng.
Thông số mô phỏng Giá trị
Thời gian mô phỏng 100 s
Cấu trúc khung FDD
Bán kính Cell 1 km
Băng thơng 20 MHz
Số CC 1
Giao thức truyền dữ liệu UDP
Tần số 2110-2170 MHz
Tốc độ bit VoIP 8 kbps
Tốc độ bit Video 242 kbps
Độ trễ tối đa 0.1 s
Người dùng Phân bố và di chuyển ngẫu nhiên
Vận tốc 3 km/h và 30 km/h
Subframe 180 kHz
Suy hao theo mơ hình thành thị
PathLoss = 128.1 + 37.6 (4.9)
Với d (km) là khoảng cách giữa người dùng và eNodeB.
Các kịch bản mơ phỏng sử dụng mơ hình truyền sóng đa đường theo mơ hình Jakes[ CITATION Wil74 \l 1033 ].
Sử dụng lịch trình cho LTE nhằm tối đa hiệu suất hệ thống[ CITATION Duy16 \l 1033 ], người dùng được lựa chọn phù hợp cho việc lịch trình dựa trên các đặc trưng các thông số được lựa chọn như trạng thái liên kết, trạng thái hàng đợi, độ dài hàng đợi, tỷ lệ mất gói tin… Từ các thơng số trên eNodeB sẽ quyết định lịch trình dựa trên các đánh giá CQI được gửi tới eNodeB của người dùng, nhằm lựa chọn người dùng phù hợp với đặc trưng từng loại lịch trình để có điều chế thích hợp nhất và vận tốc mã hóa tại lớp PHY với mục tiêu tối đa hóa hiệu suất phổ tần. Để làm được điều đó các kỹ thuật lịch trình phải biết được tốc độ truyền trung trình
(4.10) là tốc độ truyền dữ liệu trung bình ước tính ở TTI thứ (k-1)
tốc độ của luồng phân bố thứ i ở TTI thứ k
4.3.3. Kịch bản mô phỏng
LTE-Sim sử dụng tập tin single-cell-with-interference là tập tin mô phỏng đánh giá chất lượng dịch vụ mạng theo đường xuống trong một macro cell có băng thơng 20 MHz theo mơ hình di chuyển Random Direction trong kịch bản thành thị khi người dùng di chuyển với vận tốc 3 km/h và 30 km/h.
– Mô phỏng đánh giá các ứng dụng bằng cách sử dụng các luồng ứng dụng như: Ứng dụng video sử dụng chuẩn H.264 có tốc độ mã hóa 242 kbps, ứng dụng VoIP có tốc độ mã hóa 8 kbps, ứng dụng gửi các gói tin có kích thước bất kỳ với bộ đệm khơng giới hạn và ứng dụng web. – Mơ phỏng sử dụng các kỹ thuật lịch trình: PF, MLWDF, MLWDF-VT,
EXP/PF và EXP/PF-VT
– Mô phỏng và đánh giá bao gồm các giải thuật lịch trình là PF, MLWDF, MLWDF-VT, EXP/PF và EXP/PF-VT dựa trên các ứng dụng WEB, VoIP, INFBUFFER và Video. Lựa chọn các giải thuật lịch trình trên do nhằm đánh giá dựa trên giải thuật lịch trình cơ bản dành cho ứng dụng khơng phải thời gian thực là PF cũng chính là giải thuật lịch trình cơ sở để phát triển lên giải thuật MLWDF, EXP/PF hay giải thuật sử dụng cơ chế thông báo ảo để điều chỉnh thông lượng dựa trên kích thước gói tin trong hàng đợi với vận tốc trung bình như MLWDF-VT, EXP/PF-VT… Bên cạnh đánh giá ưu, nhược điểm của các giải thuật đó đó dựa trên việc tìm hiểu sự thay đổi, khác nhau của các giải thuật lịch trình về chất lượng dịch vụ mạng như chỉ số cơng bằng, thơng lượng và tỉ lệ mất gói của các giải thuật khi số người thay đổi với vận tốc.
– Mơ phỏng sự dụng mơ hình người dùng sử dụng đồng thời nhiều luồng dữ liệu ứng dụng một cách ngẫu nhiên trong q trình mơ phỏng theo cấu trúc như hình. Nguồn tài nguyên được phân bổ tại mỗi TTI được chia thành hai mức độ. Mức độ đầu tiên, phân phối tài nguyên công bằng giữa các lớp sử dụng phương pháp giá trị Shapley trong eNodeB đến người dùng giữa các người luồng dữ liệu ứng dụng. Mức độ thứ hai, phân phối luồng tài nguyên tương ứng cho mỗi lớp lưu lượng, việc phân phối thực hiện bằng các kỹ thuật lịch trình tạo ra sự khác biệt giữa việc ưu tiên phấn bố và xử lý tài nguyên cũng như các gói tin trong hàng đợi, đáp ứng được sự khác biệt.
Hình 4.5: Các mức phân bố tài nguyên.