CHƯƠNG II: MỘT SỐ THUẬT TOÁN CHUYỂN GIAO
2. Quyết định chuyển giao dựa trên tham số QoS
2.1. Phương pháp dựa trên băng thông khả dụng (BW)
- Quyết định quá trình VHO dựa trên QoS bằng phương pháp xem xét BW khả dụng và tính tương thích người dùng khi MN chuyển giao giữa mạng WLAN và WWAN với nhau. Khi MN được kết nối với mạng WLAN phương pháp được bắt đầu bằng cách kiểm tra trạng thái của thiết bị đầu cuối và so sánh mức RSS với giá trị RSS ngưỡng được xác định trước. Nếu MN trong trạng thái rảnh và tham số RSS đạt yêu cầu, quá trình VHO được thực hiện theo hướng kết nối với mạng phù hợp, nếu không loại ứng dụng MN sử dụng sẽ được xem xét để đưa ra quyết định chuyển giao. Với các ứng dụng nhạy cảm với độ trễ, quá trình VHO chỉ diễn ra khi mạng hiện tại không đảm bảo các thông số QoS cho các ứng dụng đang dùng. Nếu mạng WWAN có băng thông đáp ứng cao hơn mạng WLAN hiện tại, quá trình VHO cho các ứng dụng không yêu cầu cao về độ trễ sẽ được thực hiện. Phương pháp này đạt được thông lượng cao và độ trễ chuyển giao thấp so với việc sử dụng BW khả dụng và phân loại ứng dụng. Nhược điểm của phương pháp này là khó áp dụng trong mạng di động do việc xác định băng
30
thông khá phức tạp và ngăn chặn các ứng dụng mới do thực hiện VHO trong lúc MN ở trạng thái nhàn rỗi.
- Với hệ thống mạng di động sử dụng phương pháp VHO dựa trên QoS đơn giản hơn, tập trung chủ yếu vào các dịch vụ thoại và data. Các tham số được đưa vào đánh giá các điều kiện mạng khả dụng như: Tính di động của MN, băng thông có sẵn, phân loại ứng dụng để đưa ra quyết định thực hiện quá trình VHO. MN sử dụng các trạng thái động để tiến hành đo đạc thông lượng thu được từ mạng đưa ra lựa chọn VHO tốt nhất. Phương pháp này cải thiện thông lượng chuyển giao, tuy nhiên làm tăng trễ chuyển giao và tỷ lệ mất gói.
- Quá trình VHO giữa WLAN và mạng di động được thực hiện để kết nối và quản lý tối ưu tài nguyên. Phương pháp này dựa trên thuật toán xem xét vùng phủ song, băng thông sẵn có, giá trị RSS để thực hiện chuyển giao liền mạch. Trong phương pháp này, do năng lực xử lý lưu lượng tải của mạng di động không tốt bằng WLAN, quá trình VHO chỉ được thực hiện khi trong vùng di chuyển của MN không xác định được mạng WLAN nào khác trong vùng lân cận. Phương pháp này đạt được độ cân bằng tải và tối ưu hóa tuổi thọ pin của MN do hạn chế được chế độ tắt/mở của chức năng chuyển mạch, giảm số chuyển giao không cần thiết và hiệu ứng Ping-Pong.
2.2.Phương pháp dựa trên tham số SINR.
- SINR là một tham số quan trọng khác ngoài tham số RSS trong bước quyết định VHO. SINR được sử dụng để đánh giá hiệu năng, thông lượng của mạng và giảm xác suất lỗi chuyển giao, được tính bằng công thức
log (12 ) R B
N
Trong đó R: Tốc độ dữ liệu tối đa có thể đạt được (Bit/s).
B: Băng thông kênh truyền (Hz).
: Tổng công suất tín hiệu nhận được trên băng thông của MN.
N: Tổng công suất nhiễu.
Lưu đồ quá trình VHO dựa trên SINR được mô tả trong Hình 2.3 dưới đây
31
Hình 2.3: Lưu đồ thuật toán VHO dựa trên SINR
Trong quá trình chuyển giao của MN giữa mạng WLAN và mạng di động, mối tương quan giữa R và SINR nhận được từ 2 mạng là cơ sở của phương pháp VHO dựa trên SINR được áp dụng. Trong đó SINR nhận được từ mạng di động được chuyển đổi tương đương với mức công suất tín hiệu để đạt được tốc độ dữ liệu tương ứng trong mạng WLAN, và được so sánh với SINR nhận được thực tế từ mạng WLAN. Quá trình VHO được kích hoạt khi MN nhận được mức SINR cao hơn từ bất kỳ mạng không dây nào khác. Bước đánh giá này cung cấp các khả năng thực hiện chuyển giao để thực hiện bước quyết định chuyển giao với các yêu cầu tham số QoS như: Thông lượng tối đa đáp ứng cho người dùng, số lượng tối thiếu người dùng bị rớt dịch vụ từ mạng.
- Ưu điểm của phương thức VHO dựa trên RSS và SINR là cải thiện thông lượng, giảm tỷ lệ rớt chuyển giao. Tuy nhiên chất lượng quá trình VHO này phụ thuộc rất lớn vào tốc độ MN (khi tốc độ di chuyển của MN càng cao thì chất lượng chuyển giao càng thấp), trễ chuyển giao cao và số lượng chuyển giao không cần thiết lớn.
32 2.3. Phương pháp dựa trên User profile.
- Phương pháp VHO dựa trên User profile thường được sử dụng khi MN thực hiện chuyển giao giữa GPRS và Wifi.
- Phương pháp VHO dựa trên sở thích người dùng để đáp ứng theo nhu cầu sử dụng dịch vụ phù hợp với họ. Bước quyết định chuyển giao được thực hiện dựa trên đánh giá của MN về các tham số QoS, giá cả dịch vụ. Chiến lược đưa ra quyết định chuyển giao dựa trên 2 tiêu chí:
+ MN sẽ không bao giờ tự ngắt kết nối với mạng hiện tại cho đến khi mất kết nối: Đảm bảo các tiêu chí về giá cả dịch vụ, đáp ứng nhu cầu với những người dùng sẵn sàng trả chi phí để kết nối với mạng mới.
+ Các đề xuất tìm kiếm mạng khả dụng chỉ được thực hiện khi MN mất kết nối hoàn toàn với mạng hiện tại: Đảm bảo tiêu chí về giá cả nhưng chưa chắc đảm bảo các tham số QoS, đáp ưng nhu cầu người dùng chấp nhận giá cả dịch vụ phù hợp và chấp nhận các tham số QoS hiện thời.
- Chất lượng các ứng dụng như FTP hay HTTP đang chạy trên MN được cải thiện, trong khi các ứng dụng khác không được như kỳ vọng. Phương pháp để tìm kiếm chuyển giao tối ưu giữa mạng WLAN và GPRS được mô tả như phương trình dưới đây: [4]
wifi. wifi( ) GPRS. GPRS C T c h T c
[4]
Trong đó
C: Chi phí người dùng phải thanh toán cho một phiên sử dụng dịch vụ Twifi và TGPRS là thời gian sử dụng của MN trong vùng phủ của mạng tương ứng (s).
cwifi (h) và cGPRS là chi phí mỗi giây người dùng phải trả cho nhà cung cấp dịch vụ tương ứng.
Với thuật toán này người dùng sẽ trả một chi phí tương ứng với chất lượng dịch vụ (QoS) khi MN đưa ra quyết định chuyển giao phù hợp. Thuật toán này được thực hiện bởi module lựa chọn mạng được tích hợp tại MN, có chức năng thu thập dữ liệu thống nhất từ các module giám sát mạng định kỳ và thông tin về
33
người dùng. Phương thức thực hiện bằng cách tích hợp Mobile IP giống như dịch vụ roaming.
- Để cải thiện chất lượng VHO dựa trên sở thích người dùng thường được, các phương pháp kết hợp dựa các đánh giá về tham số QoS khác được sử dụng như RSS, tỷ lệ lỗi bit… Quyết định chuyển giao được đưa ra qua các đánh giá:
+ Mức công suất (RSS) tối thiểu để đạt được tham số QoS, tỷ lệ lỗi bit mà MN yêu cầu.
+ Tối ưu chi phí sử dụng tương ứng với nhu cầu của người dùng.
- Ưu điểm :
+ Tiết kiệm tài nguyên mạng.
+ Tiết kiệm ung lượng pin của MN.
+ Giảm độ trễ chuyển giao - Nhược điểm:
+ Tăng hiệu ứng Ping-pong.
+ Không tối ưu chất lượng dịch vụ.
Phương pháp thực hiện VHO dựa trên tham số QoS chủ yếu phục vụ cho người sử dụng. Nhưng nó rất hạn chế đối với các ứng dụng thời gian thực. Trong Bảng 2.2 tóm tắt các phương pháp VHO dựa trên QoS.
Phân loại Diễn tả chi tiết Ưu điểm Nhược điểm
Phương pháp dựa trên băng thông khả dụng
VHO dựa trên băng thông khả dụng để đạt thông lượng cao hơn.
- Thông lượng đáp ứng cao.
- Trễ chuyển giao thấp.
- Tối ưu việc lựa chọn mạng phù hợp
- Tăng tỷ lệ mất gói - Tăng báo hiệu - Tính toán băng thông không hiệu quả trong mạng di dộng.