CHƯƠNG II: MỘT SỐ THUẬT TOÁN CHUYỂN GIAO
3. Quyết định chuyển giao dựa trên chức năng đánh giá
- Trong mạng không dây không đồng nhất sử dụng các công nghệ truy nhập khác nhau, quá trình quyết định và lựa chọn để thực hiện chuyển giao trở nên phức tạp hơn do đặc tính khác nhau của các tham số (QoS, phương thức thanh toán, độ tin cậy…). Quyết định chuyển giao dựa trên nhiều tiêu chí kết hợp MCDM (multi-criteria decision making) cần phải giải quyết vấn đề mâu thuẫn giữa các tham số chất lượng và chi phí dịch vụ. Phương pháp VHO dựa trên chức năng thực hiện đo đạc một số ưu điểm có được khi chuyển giao sang một mạng cụ thể. Nó đánh giá chi tiết từng mạng khả dụng với phân vùng dịch vụ cho từng người dùng. Lưu đồ chi tiết được mô tả như trong Hình 2.4
- Phương pháp này thường được sử dụng trong các mạng không dây không đông nhất như: Wimax, LTE, HSDPA… MN sẽ thực hiện đánh giá chi tiết từng mạng
35
mục tiêu dựa trên một số tiêu chí. Trên cơ sở kết quả đánh giá, nó sẽ chọn mạng phù hợp với nhu cầu người dùng nhất để thực hiện chuyển giao.
Hình 2.4 : Lưu đồ quá trình VHO dựa trên chức năng đánh giá
Quyết định chuyển giao dựa trên chức năng đánh giá được thực hiện để tối ưu chi phí, tiện ích người dùng, đánh giá tương quan giữa các mạng dựa trên các chính sách về giá cước, vùng phủ. Các chức năng đánh giá dựa trên các tiêu chí được phân loại như sau:
3.1. Đánh giá tiện ích người dùng.
Tiện ích đề cập đến mức độ đáp ứng các dịch vụ của từng mạng cụ thể. Trong bước quản lý lựa chọn mạng truy nhập và quyết định chuyển giao, nó đánh giá mức độ hài lòng của người dùng tương ứng với các đặc điểm của mạng không dây bao gồm: Nguồn tài nguyên được phân bổ, các tham số QoS. Phương thức được dùng ở đây là sử dụng tiện ích chức năng tích hợp trong các ứng dụng thời gian thực. Khi người dùng sử dụng dịch vụ, thông tin về mức độ hài lòng sẽ được cập nhật.
36
Các tham số được đánh giá để đưa ra quyết định chuyển giao: Sở thích người dùng, dải công suất thu của MN, băng thông tối thiểu, giá trị SINR tương ứng với chi phí nhất định để thiết kế tiện ích riêng cho người dùng. Phương pháp này cải thiện cân bằng tải và thông lượng sử dụng cho người dùng.
3.2. Chức năng đánh giá chi phí.
- Quyết định VHO dựa trên một hàm chi phí được sử dụng để tính toán chi phí người dùng phải trả khi kết nối với các mạng mục tiêu từ các thông số có sẵn của mạng. Hàm tính chi phí sẽ sắp xếp các ứng dụng đang chạy và chi phí sử dụng đối với từng mạng, tính toán chi phí với mức ưu tiên phù hợp với người dùng. Hàm chi phí được mô tả như phương trình dưới đây [8]
Qi wcCi ws iS wp iP wdDi wfFi
Trong đó:
Wc, Ws, Wp, Wd, Wf : Trọng số tương ứng với các thông số.
Qi: Yếu tố chất lượng
Ci : Chi phí dịch vụ
Si: Mức độ bảo mật
Pi : Công suất tiêu thụ
Di : Các yếu tố điều kiện của mạng
Fi : Hiệu năng của mạng
- Ngoài ra để đưa ra quyết định chuyển giao, thuật toán còn dựa trên các đánh giá khác về tham số chất lượng mạng như: RSS, BW, QoS, độ trễ bàn giao… Trên cơ sở đánh giá các tham số chất lượng mạng kết hợp với chức năng tính toán chi phí của từng mạng, MN sẽ thực hiện quá trình VHO sang mạng đảm bảo các tiêu chí về RSS, BW, QoS với chi phí tốt nhất cho người dùng.
- Phương pháp VHO dựa trên chức năng tính toán chi phí mang lại lợi ích cho người dùng nhưng không tối ưu về chất lượng dịch vụ do các tham số QoS chỉ được xem xét ở mức độ đáp ứng cơ bản nhất.
[8] N. Nasser, A. Hasswa, and H. Hassanein, “Handoffs in fourth generation heterogeneous networks,”IEEE Commun. Mag., vol. 44, no. 10, pp. 96 –103, 2006.
37 3.3. Chức năng đánh giá mạng.
- Thuật toán dựa trên nhiều tham số MADM rất phù hợp để thực hiện lựa chọn giao diện mạng và đưa ra quyết định chuyển giao sử dụng các thuộc tính khác nhau của các tham số. Phương pháp VHO dựa trên chức năng đánh giá mạng sử dụng cơ sở của thuật toán này.
- Sử dụng một hàm có chức năng đánh giá, tính toán điểm số đạt được của từng mạng dựa trên các giá trị thuộc tính. Tổng điểm của mạng được tính bằng tổng giá trị của các thuộc tính với các trọng số tương ứng. Hàm đánh giá điểm số của mạng được mô tả như phương trình dưới đây [3]
W * W *P 1 W * 1
i
i B i D C
P i
Q B
D C
Trong đó:
Qi : Tham số thể hiện chất lượng mạng
Bi : Băng thông khả dụng của mạng
DPi: Xác suất rớt của mạng
Ci : Chi phí người dùng phải trả khi sử dụng mạng.
WB, W
DP, WC : Trọng số của các tham số thỏa mãn điều kiện WB + W
DP+ WC = 1.
- Thuật toán này sẽ xếp hạng các mạng mục tiêu dựa trên thông số Qi. Dựa trên thứ hạng của mạng kết hợp với đánh giá các tham số khác như: Độ bảo mật, độ rung pha, mất gói, độ trễ chuyển giao… sẽ đưa ra quyết định MN sẽ chuyển giao sang mạng mục tiêu đảm bảo chất lượng cao nhất. Để giảm thời gian quyết định chuyển giao, các tính toán được thực hiện bởi mạng để tối ưu nguồn tài nguyên của MN.
- Phương pháp VHO có một số đặc điểm chính như : + Tối ưu độ trễ chuyển giao.
+ Thông lượng cao.
+ Giảm số lượng bàn giao không cần thiết.
+ Quá tải dung lượng mạng khi số lượng MN thực hiện chuyển giao lớn.
38
Bảng 2.3 tóm tắt các phương pháp VHO dựa trên chức năng đánh giá. Các phương pháp này đa phần đều đưa ra quyết định chuyển giao trên cơ sở trạng thái của mạng hiện tại dựa trên các thông số QoS hiện thời và hiện trạng của MN. Để tối ưu hơn, phương pháp này cần được tích hợp thêm các chức năng dự báo và sử dụng mạng
“Neural networks”.
Phân loại Diễn tả chi tiết Ưu điểm Nhược điểm
Chức năng đánh giá tiện ích người dùng
VHO dựa trên chức năng đánh giá tiện ích được thiết kế để đánh giá mức độ hài lòng của người dùng theo đặc tính của mạng để cân đối các tham số và tài nguyên mạng
- Tối ưu chi phí.
- Tăng tuổi thọ pin của MN.
- Cân bằng tài nguyên mạng.
- Đảm bảo chuyển giao
- Tăng độ trễ - Không thích hợp với ứng dụng thời gian thực
- Lựa chọn mạng không phù hợp.
Chức năng đánh giá chi phí
VHO dựa trên chức năng đánh giá chi phí của mạng kết hợp với sở thích/ứng dụng của người dùng để đưa ra quyết định chuyển giao tối ưu nhất.
- Thông lượng cao - Tối ưu độ trễ quyết định chuyển giao - Tỷ lệ chặn chuyển giao thấp
- Trế chuyển giao cao
- Khó khăn khi tính toán chi phí một vài thông số.
- Tăng dung lượng tải hệ thống
Chức năng đánh giá chất lượng mạng
Thuật toán MADM dựa trên việc xác định xếp hạng các mạng theo nhu cầu người dùng để lựa chọn mạng phù hợp
- Giảm chặn chuyển giao.
- Giảm hiệu ứng Ping-pong.
- Trế chuyển giao cao