Thông qua chương I chúng ta đã biết xu hướng phát triển như vũ bão của thông tin vô tuyến điện hiện nay, do đó các mạng thông tin vỏ tuyến điện hiện tại (GSM) sẽ khống đủ khả năng đáp ứng được các nhu cầu mới trong tương lai. Các mạng vô tuyến ¿ốc độ cao thế hệ sau nhằm trợ giúp các loại hình dịch vụ (video, thoại, truyền số liệu). Thông thường, điều quan trọng là các mạng thông tin này phải đảm bảo chất lượng dịch vụ (QoS). Các tiêu chuẩn về QoS đối với việc truyền thông đa phương tiện đã được nghiên cứu rộng rãi cho các mạng hữu tuyến như mạng B-ISDN[9]. Tuy nhiên các tiêu chuẩn về QoS đối với các mạng vô tuyến trở nên phức tạp vì sự di chuyển của người sử dụng. Vấn để trở nên phức tạp hơn nhiều khi các mạng vô tuyến gần đây được thực hiện dựa trên cơ sở các cell cỡ nhỏ (ví dụ: microcell hoặc picocell)[10J cho phép dung lượng truyền cao hơn và vì vậy hoạt động tốt hơn. Nhưng việc sử dụng các cell cỡ nhỏ đã làm tăng tốc độ chuvển giao và gây nên sự thav đổi rất nhanh các điều kiện lưu lượng mạng truyền thông và làm cho việc đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS rất khó khăn[l 1 ].
Trong chương này một phương pháp điều khiển thu nạp mới được đề xuất để đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS ở mức độ cao đối với thông tin đa phương tiện thực hiện trên các mạng vô tuyến microcellular tốc độ cao. Phương pháp đề nghị kết hợp việc điều khiển thu nạp với việc đặt trước độ rộng băng tần đê đảm bảo các yêu cầu về QoS. Phương pháp đề nghị xem xét cả các thông tin vùng (ví du: Tổng độ rộng băng tần không sử dụng trong cell nơi mà người sử dụng hiện tại đang hoạt động) và các thông tin từ xa (ví dụ: tổng độ rộng băng tần không sử dụng trong các cell lân cận) để xác định chấp nhận hoặc từ chối việc kết nối. Vì người sử dụng tự do di chuyên đến bất kỳ một nơi nào đó. nên phương pháp điều khiển thu nạp mà chỉ dựa vào thông tin vùng sẽ không thể đảm bảo được các yêu cầu về chất lượng dịch vụ QoS của việc kết
Lỵảu văn cao hoe Đăt trước dô rônu hăiiỊi rần
nối trong thời gian thực của nó. Vì vậy phương pháp đề nghị sử dụng cả thông tin vùng, thông tin từ xa và sự phân bổ băng tần trong cell nơi có yêu cầu kết nối và đặt trước độ rộng băng tần trong tất cả các cell lân cận. Khi người sử dụng di chuyển đến một celỉ mới đòi hỏi chuyển giao cuộc gọi, độ rộng băng tần đặt trước trong cell mà người sử dụng đang di chuyển đến được sử dụng để trợ giúp cho việc kết nối chuyển giao. Ngoài ra bất cứ lúc nào người sử dụng di chuyển đến cell mới thì độ rộng băng tần sẽ được đặt trong các cell lân cận mới, còn độ rộng băng tần đặt trước trong các cell lân cận trước đây được giải phóng, Hơn nữa phương pháp đề nghị phân biệt thông tin thời gian thực và thông tin thời gian không thực, và giảm đi độ rộng bâng tần được ấn định cho việc kết nối thời gian không thực để cung cấp chất lượng dịch vụ cao hơn cho việc kết nối thời gian thực nếu cần thiết. Phương pháp đề nghị cũng có thể điều chinh được tổng độ rộng bàng tần đặt trước dựa trên cơ sở các điều kiện mạng hiện tại. Điều này thực hiện được bởi việc đo xác suất rớt kết nối trung bình (nghĩa là xác suất mà các kết nối chuyển vùng bị rớt do thiếu độ rộng băng tần) và việc sử dụng độ rộng băng tần đặt trước (nghĩa là bao nhiêu trong sô độ rộng băng tần đặt trước hiện tại được sử dụng) và bởi việc điều chình số lượng độ rộng băng tần đặt trước cho phù hợp. Vì vậy phương pháp đề nghị thích hợp với các điều kiện mạng khác nhau.
3.2- Sơ đồ điều khiển thu nạp được đề nghị dựa trẽn việc đặt trước độ rộng băng thích nghi.
3.2.1- Phân loại thông tin:
Chúng ta giả thiết có 2 loại lưu lượng thông tin trong các mạng không dây như
Loại I : Lưu lượng thời gian thực
Loại II : Lưu lượng thời gian không thực
Lưu lượng loại I bao gồm các lưu lượng thoại và video từ người sử dụng được trang bị thiết bị có codec có thể điều chỉnh được tốc độ. Trong trường hợp tắc nghẽn người sử dụng có thể điều chỉnh tốc độ mã hoá sao cho chất lượng hình ảnh và âm thanh thu được tại máy thu có thể chấp nhận được. Tuy nhiên nếu tốc độ mã hoá giảm dưới mức ngưỡng thì chất lượng hình ảnh và âm thanh thu được sẽ không thể chấp nhận được.
Liuin văn cao hoc Đăt II ước dó rôn.iỉ hãn Hỉ kín
Lưu lượng loại II bao gồm lưu lượng về truvền số liệu thời gian không thực như thông tin e-mail và các lưu lượng TCP/IP khác. Trong trường hợp tắc nghẽn nó chấp nhận chờ tại nút mạng (cũng như trạm cơ sở) hoặc tại trạm của người sử dụng và truyền chúng đi với tốc độ chậm hơn. Với thông tin loại II nó được giả thiết rằng không có yêu cầu về độ rộng băng tần tối thiểu vì nó có thể chấp nhận thời gian trễ tương đối lớn.
3.2.2- Đặc điểm của sơ đồ để nghị:
Phương pháp đề nghị có những đặc điểm sau [13]:
1. Kết hợp việc điều khiển thu nạp và đặt trước độ rộng băng tần để đạt được giá trị chất lượng dịch vụ QoS cao.
2. Sử dụng cả thông tin vùng và thông tin từ xa đê xác định việc chấp nhận hoặc từ chối việc kết nối mới hoặc kết nối chuyển giao.
3. Phương pháp đề nghị có thể điều chính số lượng băng tần đặt trước dựa trên cơ sở các điều kiện của mạng hiện tại.
4. Phân biệt các cuộc gọi mới và các cuộc gọi chuyên vùng và đưa ra mức ưu tiên cao hơn cho cuộc gọi chuyển vùng đê cung cấp khả năng kết nối cao hơn cho người sử dụng đang được chấp nhận trong mạng.
5. Có khả năng giảm đi độ rộng băng tần đã được ấn định cho các cuộc gọi thời gian không thực (nghĩa là các cuộc gọi có mức ưu tiên thấp) đê cung cấp chất lượng dịch vụ cao hơn cho các cuộc gọi thời gian thực (nghĩa là các cuộc gợi có mức ưu tiên cao) khi cần thiết.
6. Phương pháp đề nghị được thực hiện tại mỗi trạm cơ sở theo cách thức phàn
3.2.3- Mô tả phương pháp đề nghị:
Trong sơ đồ đề nghị, giả thiết rằng khi người sử dụng di động yêu cầu 1 kết nối mới hoặc chuyển vùng đến 1 cell mới thì nó cung cấp các thông tin sau :
1) Loại của thông tin (loại I hay loại II)
2) Tổng độ rộng băng tần mong muốn của việc kết nối
3) Độ rộng băng tần yêu cầu tối thiểu của việc kết nối (chỉ đối với kết nối loại I) 4) Xác suất rớt kết nối tối đa có thể chấp nhận được
Luán văn cao hoc Đút trước dô rông băniỉ tần
Độ rộng băng tần yêu cầu tối thiểu đối với việc kết nôi thông tin loại I là tổng số độ rộng báng tần nhỏ nhất mà nguồn yêu cầu để duy trì chất lượng có thể chấp nhận được (như tốc độ mã hoá tối thiểu tại nguồn).
Xác suất rớt kết nối tối đa có thể chấp nhận được là xác suất tối đa có thể chấp nhận được khi một kết nối bị chấm dứt trong thời gian chuyển vùng vì sự thiếu độ rộng băng tần.
Đối với một kết nối mới sơ đồ đề nghị làm việc như sau :
Sơ đồ cố gắng phân bổ lượng băng tần mong muốn trong cell nơi kết nối mới được khởi phát. Nếu lượng băng tần mong muốn không có sẵn, kết nối mới sẽ bị từ chối. Nếu lượng băng tần mong muốn sẵn sàng và kết nối là loại II thì nó được chấp nhận và độ rộng băng tần mong muốn được phân bổ. Nếu kết nối mới là loại I, phương pháp đề nghị sẽ phân bổ lượng băng tần mong muốn trong cell nơi mà kết nối được hình thành và đặt trước độ rộng băng tần trong tất cả các cell lân cận dự đoán sẽ chuyển vùng.
Đối với việc kết nối chuvển vùng loại I, phương pháp đề nghị làm việc như sau: Nếu lượng băng tần có sẩn trong cell mà kết nối chuyển vùng di chuyển đến ít hơn độ rộng băng tần tối thiểu cần thiết cho việc kết nối, khi đó việc kết nối chuyển vùng sẽ bị rớt. Trái lại (nghĩa là nếu độ rộng băng tần sẵn sàng lớn hơn hoặc bằng độ rộng báng tần tôi thiểu cần thiết cho việc kết nối) thì hiệu độ rộng băng tần sẩn CÓI và độ rộng băng tần cần thiết cho việc kết nối trong cell được phân bổ cho việc kết nối chuyến vùng. Tại cùng 1 thời gian, độ rộng băng tần được đặt tại các cell lân cận mới, còn độ rộng băng tần đã được đặt trong các cell lân cận cũ được giải phóng. Nếu việc đặt trước độ rộng bàng tần thành công trong tất cả các cell lân cận mới thì việc kết nối chuyển vùng được chấp nhận. Nếu việc đặt trước độ rộng băng tần không thành công trong bất kỳ một cell nào trong các cell lân cận mới thì việc kết nối chuyển vùng bị rớt. Như trước đây đã nói đến các kết nối loại I với những kết nối từ những người sử dụng codec thoại và hình có thể điều chỉnh tốc độ được tức là điều chỉnh tốc độ mã hoá dựa trên độ rộng bâng tần sẵn có và nếu cần thiết có thể giảm tốc độ mã hoá đến mức tối thiểu của nó mà vẫn duy trì được chất lượng có thê chấp nhận được tại nơi đến.
Đối với việc kết nối chuyên vùng loại II thì có thể chấp nhận thời gian trễ cho đến khi có 1 khoảng độ rộng băng tần nào đó sẵn sàng trong cell nơi kết nối chuyển đến. Việc kết nối chuyển vùng loại II sẽ bị rớt chỉ khi không có độ rộng băng tần nào
Luân văn cao lìQC Đủt trước dô rông băng tần
sẵn sàng trong cell mà kết nối chuyển đến. Việc giảm độ rộng băng tần trong việc kết nối chuyển vùng loại II dẫn đến tốc độ truyền chậm hơn và vì vậy thời gian trễ khi truyền lớn hơn. Tuy nhiên loại II là thông tin thời gian không thực và ảnh hưởng của việc tăng thời gian trễ không trở nên quan trọng.
Trong sơ đồ đề nghị khi độ rộng băng tần có sẵn trong cell ít hơn tổng độ rộng bàng tần mong muốn thì việc thiết lập cuộc gọi mới là luôn luôn bị từ chối, trong khi đó việc kết nối chuyển vùng có thể được chấp nhận nếu độ rộng băng tần yêu cầu tối thiểu được cung cấp. Nói cách khác sơ đồ đề nghị này cung cấp mức ưu tiên cho người sử dụng đang ớ trong mạng (nghĩa là việc kết nối chuyển vùng) hơn người sử dụng mới (nghĩa là việc kết nối mới).
Như đã mô tả ở trên, độ rộng băng tần được đặt tại thời điểm thiết lập cuộc gọi và trong thời gian chuyên vùng đối với các kết nối loại I. Mỗi lần người sử dụng lưu động di chuyển đến một cell mới, độ rộng băng được đặt trong các cell lân cận mới và độ rộnR băng đã đặt trong các cell không lân cận với cell mới được giải phóng.
Xem ví dụ hình 3.2.3.1. Giả sử rằng trạm lưu động ban đầu khởi phát kết nối mới loại I trong cell A. Trong sơ đồ đề nghị độ rộng băng tần được phân bổ cho kết nối trong cell hiện tại A, và độ rộng băng tần được đặt trước trong các cell lân cận B, J, 2, 6, 7 và 8. Khi người sử dụng di chuyển từ cell A sang cell B, độ rộng băng tần đã đặt trong cell B (cộng thêm độ rộng băng tần chưa sử dụng nếu có) được sử dụng để điều tiết việc kết nối chuyển vùng và độ rộng băng tần đã đặt trong các cell 1, 7 và 8 (nghĩa là các cell không lân cận với cell B) được giải phóng. Cùng thời gian đó độ rộng băng trong các cell A, 3, 4 và 5 (nghĩa là các cell lân cận mới) được đặt trước.
\ 4
7
Luán van cao hoc Dar ínfóc iló róna bansi taii
Các thuát toan khác nhau có thé duoc su dung dé xác dinh lirong báng tan dé dát cho các két nói loai I. Phuong pháp don gián la phái dát triróc dó róng bang tan mong muón cúa két nói loai I. Tuy nhién, phuong pháp náy có thé dan den viéc dat truóc tóng so dó róng bang tán rát lón vi tóng so các dó róng bang tan mong muón cüa mót so lón các két nói loai I có thé can duoc dat truóc. Nhu vi du ó hinh 3.2.3.1, theo phuong pháp náy thi can thiét dat truóc trong cell B tóng so dó róng báng tán mong muón cúa các két nói loai I trong các cell A, 2. 3, 4, 5 va 6. Vi khóng chác chán tát cá các két nói loai I trong các cell A, 2, 3, 4, 5 va 6 sé di chuyén sang cell B cüng mót lúe nén phuong pháp náy dán den viéc sü dung dó róng báng tán khóng hiéu quá.
Phuong pháp hiéu quá hon la dát truóc chi mót phán trong tóng so dó róng báng tán, cho phép các két nói loai I dung chung vói phán góp chung cüa dó róng báng tán da dát. Tóng so dó róng báng tán dé dát truóc có thé duoc tính toan nhu la hám cüa dó róng báng tán yéu cáu bói các két nói loai I (nghla la so luong trung binh hoác lón nhát cüa tát cá các dó róng báng tán yéu cáu tu các cell lán can) hoác nhu la hám cüa so luong các két nói loai I (nghla la so luong các két nói loai I trong các cell lán can). Các thuát toan thuc té duoc sú dung trong mó phóng dé xác dinh tóng dó róng báng tán dát truóc duoc mó tá trong phán 3.3.1.
Luân văn cao hoc Dot trước đô rông bâng tần
BW = độ rộng băng tần
Sơ đồ thuật toán điều khiển thu nạp chuyển giao theo phương pháp đặt trước độ rộng băng tần
Sau khi độ rộng băng tần được đặt (đối với các kết nối loại I), các điều kiện mạng có thể thay đổi. Vì vậy sơ đồ đề nghị điều chính kích cỡ của độ rộng băng tần đặt trước góp chung dựa trên cơ sở các điều kiện mạng hiện tại. Giả thiết rằng mỗi trạm cơ sở thường xuyên kiểm soát xác suất rớt khi chuyển vùng và tỷ lệ phần trăm độ rộng băng tần đặt trước được sử dụng (việc sử dụng độ rộng băng tần chung đã đặt trước). Trong sơ đồ đề nghị việc đo xác suất rớt chuyển vùng là phép đo cơ bản để điều
Luân văn cao hoc Đát trước đô rỏn.iỉ băng tần
chính kích cỡ của độ rộng băng tần chung đặt trước. Việc sử dụng độ rộng băng tần góp chung chỉ được sử dụng khi xác suất rớt chuyển vùng không có giá trị (nghĩa là khi không có rớt của các kết nối chuyên vùng). Thuật toán điều khiển kích cỡ của độ rộng băng tần góp chung đặt trước đã được tóm tắt như sau.
XSR= xác suất rớt BW= độ rộng băng tần
BWP= độ rộng băng góp chung
Thuật toán điều khiển kích cỡ của độ rộng băng tần góp chung đặt trước
Như thuật toán minh hoạ ở trên, sơ đồ đề nghị tăng (giảm) kích cỡ độ rộng băng tần góp chung đặt trước bởi nhân tô' up, (down,) khi xác suất rớt chuyển vùng kiểm soát được là lớn hơn (nhỏ hơn) giá trị thres-up, (thres-doxvn]) của xác suất rớt được yêu cầu, hoặc bởi nhân tố up2 (down2) khi việc sử dụng băng tần góp chung đặt trước là trên (dưới) giá trị ngưỡng thres-up, (thres-down2).
Luán van cao hoc P a l tn fó c iló ró n u bünsi tan
So do dé nghi dám bao chát luong dich vu cao dói vói thóng tin da phirong tién (nghla la xác suát rót két nói). So do dé nghi cho phép trao dói can báng giOra xác suát chán két nói cua các két nói mói va xác suát rót két nói cüa các két nói chuyén vüng.
Xác suát chán két nói (CBP) la xác suát má mot két nói mói bi tu chói.
Xác suát rót két nói (CDP) la xác suát má mot két nói chuyén vüng bi rót vi khóng du dó róng báng tan.
Viec dát truóc do róng báng tan cho các két nói chuyén vüng da lám giám di do róng báng tan sán sáng cho các két nói mói den. Diéu náy sé dán den xác suát chán két nói lón dói vói các két nói mói. Su trao dói can báng náy se duoc kiém tra trong phán