Luận văn:Nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên vô tuyến trong wimax bằng thuật toán lập lịch

Chia sẻ: Nhung Thi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

56
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

WiMAX hiện là một trong những chủ đề nóng bỏng mà giới công nghệ trên thế giới cũng như trong nước quan tâm. Có quá nhiều câu hỏi về công nghệ WiMAX. Vậy công nghệ WiMAX là gì? Wimax cũ mà mới, có lẽ đối với nhiều người, những người quan tâm luôn dõi mắt từng bước theo sự phát triển của WiMAX thì hiểu về nó rất rõ. Nhưng đối với rất nhiều người thì nó dường như là một vấn đề khó có thể nắm bắt vì tại Việt Nam chưa có một nhà cung cấp dịch vụ viễn...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn:Nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên vô tuyến trong wimax bằng thuật toán lập lịch

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG VŨ TH DU N NÂNG CAO HI U QU QU N LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUY N TRONG WIMAX B NG THU T TOÁN L P L CH Chuyên ngành: K thu t Đi n t Mã s : 60 52 70 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T ĐÀ N NG - 2011
2 Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Ngư i hư ng d n khoa h c: PGS.TS. Nguy n H u Thanh Ph n bi n 1: PGS.TS. Tăng T n Chi n Ph n bi n 2: TS. Lê Thanh Thu Hà Lu n văn ñư c b o v t i H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p Th c sĩ K thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 25 tháng 7 năm 2011. * Có th tìm hi u Lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng.
3 M Đ U Ngày nay, ñi cùng v i s phát tri n vư t b c c a khoa h c k thu t, ñ c bi t trong lĩnh v c Đi n t và Vi n thông, là s phát tri n trong nhu c u thông tin liên l c c a con ngư i. T nhu c u liên l c, tương tác và trao ñ i v i nhau cũng như v i môi trư ng bên ngoài, nhu c u c a con ngư i ñã nâng lên m t bư c m i, ñó là: liên l c, tương tác, truy nh p m i lúc và m i nơi. Chúng ta có th th y rõ ñi u này trong s phát tri n bùng n c a n n công nghi p không dây. Công ngh hi n t i ñã ñem ñ n k t n i Bluetooth, Wifi,…tuy nhiên các k t n i trên ít nhi u ñ u có h n ch v t c ñ truy c p và ph m vi k t n i. Do ñó chưa th ñáp ng ñư c yêu c u k t n i internet m i lúc m i nơi v i t c ñ cao c a con ngư i. Trong hoàn c nh ñó, công ngh WiMAX ra ñ i mang theo tri n v ng t o ra m t cu c cách m ng th c s trong vi c truy c p internet c a con ngư i trong nh ng năm t i. Qu n lý tài nguyên vô tuy n (RRM-Radio Resource Management) là m t trong nh ng v n ñ thách th c nh t và quan tr ng nh t c a các m ng thông tin vô tuy n hi n ñ i nói chung, trong WiMAX nói riêng. M t chi n lư c qu n lý tài nguyên vô tuy n hi u qu và thông minh có th c i thi n ñáng k hi u năng c a h th ng. Trong các m ng không dây hi n ñ i, ñ c bi t là các m ng không dây băng r ng như WiMAX thì băng thông, t n s , khe th i gian, cũng như công su t ho t ñ ng c a h th ng ñ u là nh ng tài nguyên h u h n r t quan tr ng và quý giá và nhi m v c a các nhà phát tri n là phân ph i, qu n lý, t i ưu hóa các tài nguyên này ñ ñ t ñư c hi u qu s d ng cao nh t, ít t n kém nh t và h n ch t i ña các nhi u có trong h th ng ñ ñ m b o ch t lư ng d ch v cũng như
4 ti t ki m công su t truy n cho h th ng. Có m t s các gi i pháp khác nhau cho v n ñ qu n lý tài nguyên vô tuy n trong WiMAX, trong ñó L p l ch gói là m t trong nh ng gi i pháp hi u qu . L p l ch gói là quá trình phân gi i s c nh tranh v tài nguyên dùng chung gi a nh ng ngư i dùng, nh ng lo i hình d ch v khác nhau trong m t m ng. Quá trình này bao g m c p phát băng thông cho ngư i dùng và xác ñ nh th t truy n. Vì l ñó, k t h p v i s yêu thích v m ng Vi n thông, em ñã ch n ñ tài : “Nâng cao hi u qu qu n lý tài nguyên vô tuy n trong WiMAX b ng thu t toán l p l ch”. Đ hoàn thành t t b n lu n văn này, em xin g i l i c m ơn chân thành t i th y giáo PGS.TS Nguy n H u Thanh, hi n ñang công tác t i khoa Đi n t Vi n thông, Đ i h c Bách khoa Hà N i, ñã t n tình hư ng d n và giúp ñ em trong su t th i gian làm lu n văn v a qua. Em cũng xin g i l i c m ơn ñ n các th y, cô giáo trong khoa Đi n t Vi n thông, Đ i h c Bách khoa Đà N ng, các b n h c cùng ngành cao h c t i Đ i h c Đà N ng ñã giúp ñ trong quá trình làm lu n văn c a mình.
5 CHƯƠNG 1: M Đ U 1.1 T ng quan v m ng truy c p không dây băng r ng IEEE 802.16 WiMAX WiMAX là tên vi t t t c a Worldwide Interoperability fof Microwave Access. WiMAX là m t công ngh không dây băng r ng d a trên truy nh p viba, ñư c phát tri n theo chu n 802.16 c a t ch c IEEE. IEEE ñã ñ xu t hai mô hình ng d ng là WiMAX c ñ nh (Fix WiMAX) và WiMAX di ñ ng (Mobile WiMAX). Chu n WiMAX quy ñ nh h tr k t n i ñi m – ña ñi m (PMP - poin to multipoint) cũng như c ch ñ lư i (mesh). Trong ch ñ PMP, nhi u tr m thuê bao (SSs – Subscriber Stations) ñư c k t n i v i m t tr m g c (BS – Base Station) (hình 1.1). Hình 1.1 M ng WiMAX ho t ñ ng trong ch ñ PMP Kênh truy c p t BS t i SS ñư c g i là kênh downlink (ñư ng xu ng), và kênh truy c p t các SS t i BS ñư c g i là kênh uplink (ñư ng lên). Theo lý thuy t, chu n IEEE 802.16 có kh năng ph sóng m t kho ng r ng t i 50 km và cho t c ñ kho ng 75Mb/s, tuy nhiên trên th c t các th nghi m, t c ñ d li u nh n ñư c ch ñ t kho ng 12 Mb/s v i kho ng cách 20 km. 1.2 V n ñ qu n lý tài nguyên vô tuy n và qu n lý ch t lư ng d ch v (QoS) trong m ng IEEE 802.16
6 Qu n lý ch t lư ng d ch v (QoS – Quality of Service) ñư c hi u là quá trình cung c p d li u theo m t cơ ch tin c y. S tin c y này ñư c ño ñ c b ng nhi u thông s ñánh giá hi u năng bao g m xác su t m t gói, tr trư t, thông lư ng ñ t ñư c. 1.3 Đóng góp c a lu n văn Trong các chương ti p theo c a lu n văn t t nghi p này, h c viên s phân tích và kh o sát k lư ng hơn v m t s thu t toán l p l ch gói h tr nâng cao qu n lý tài nguyên vô tuy n, ch t lư ng d ch v trong m ng IEEE 802.16 chưa ñư c ñ c p ñ n trong chu n. 1.4 C u trúc c a lu n văn Lu n văn g m 5 chương: Chương 1: M ñ u Chương 2: T ng quan v m ng IEEE 802.16/WiMAX Chương 3: Qu n lý tài nguyên vô tuy n trong m ng IEEE 802.16/WiMAX Chương 4: Thu t toán l p l ch gói trên ñư ng WiMAX downlink Chương 5: Mô ph ng m t s k thu t l p l ch trong WiMAX CHƯƠNG 2: T NG QUAN V M NG IEEE 802.16/WIMAX 2.1 S phát tri n c a chu n truy c p không dây băng r ng IEEE 802.16 2.1.1 IEEE 802.16 – 2001 2.1.2 IEEE 802.16a - 2003 2.1.3 IEEE 802.16c – 2002 2.1.4 IEEE 802.16d - 2004 Phiên b n m r ng này thư ng ñư c bi t ñ n v i tên g i “Fixed WiMAX” (WiMAX c ñ nh), Chu n m r ng này h tr c
7 hai phương th c truy n song công là truy n song công phân chia theo t n s (FDD) và truy n song công phân chia theo th i gian (TDD). H th ng s d ng phương th c ñi u ch là OFDM 256-FFT. M t trong nh ng ñi m n i b t c a phiên b n m r ng này là s ghép n i c a các ñơn v giao th c d li u (PDU – Protocol Data Unit) v i các ñơn v d ch v d li u (SDU – Service Data Unit) làm gi m t i cho l p MAC. 2.1.5 IEEE 802.1e – 2006 Phiên b n m r ng này thư ng ñư c bi t ñ n v i tên g i “Mobile WiMAX” (WiMAX di ñ ng) do ñã thêm nh ng ñ c t ñ h tr tính di ñ ng mà các phiên b n trư c chưa ñ c p t i. Phiên b n này ñưa ra phương pháp ñi u ch , ña truy nh p s d ng công ngh OFDMA cho phép các tín hi u có th ñư c chia thành nhi u kênh con khác nhau (kênh con hóa– subchannelization) nh m gi m thi u nhi u ña ñư ng. 2.1.6 IEEE 802.16f – 2005 2.1.7 IEEE 802.16g 2.1.8 M t s phiên b n b sung khác hi n ñang ñư c ti n hành 2.2 L p v t lý (PHY) 2.2.1 Cơ b n v k thu t ñi u ch ña sóng mang phân chia theo t n s tr c giao OFDM OFDM n m trong m t h các phương th c truy n ñư c g i là ñi u ch ña sóng mang, các phương th c này d a trên ý tư ng chia m t dòng d li u có t c ñ bit cao thành nhi u dòng d li u song song có t c ñ bit th p hơn, và ñi u ch m i dòng ñó trên các sóng mang riêng bi t – thư ng g i là các sóng mang con. OFDM cho phép ch ng các ph t n s lên nhau nhưng do các sóng mang con tr c giao v i nhau nên t i phía thu v n có cơ ch khôi ph c l i tín hi u, chính
8 nh s ch ng l n ph này mà h th ng OFDM có hi u su t s d ng ph l n hơn nhi u so v i các k thu t ñi u ch thông thư ng. 2.2.2 Kênh con hóa (Subchannelization): OFDMA 2.2.3 C u trúc Slot (khe) và Frame (khung) 2.2.4 Đi u ch và mã hóa thích ng (Adaptive Modulation and Coding) trong WiMAX 2.3 L p ñi u khi n truy nh p (MAC) Nhi m v chính c a l p MAC trong WiMAX là cung c p m t giao di n gi a các l p cao hơn và l p v t lý (hình 2.6). Hình 2. 6 Các kh i ch c năng l p PHY và MAC trong WiMAX 2.3.1 Các l p con c a l p MAC L p MAC c a WiMAX, ñư c chia làm 3 ph n riêng bi t: L p con h i t CS (service-specific convergence sublayer), l p con ph n chung CPS (common-part sublayer), và l p con b o m t SS
9 (security sublayer). L p con CS, là giao di n gi a l p MAC và l p 3 c a m ng, ti p nh n nh ng PDU t l p cao hơn, phân lo i và map các MSDU vào các CID tương ng ñ ph c v cho QoS và truy n chúng xu ng l p MAC CPS. Các MSDU ñư c truy n ñ n l p MAC CPS thông qua các ñi m truy nh p d ch v MAC (MAC SAP). L p con CS có nhi m v th c hi n nh ng ho t ñ ng, ch c năng ph thu c vào b n ch t c a l p giao th c cao hơn, như là nén header và ánh x ñ a ch . L p con CPS cung c p các ch c năng chính c a l p MAC: truy nh p, phân b băng thông, thi t l p, qu n lý k t n i, phân m nh và ghép n i c a các SDUs vào MAC PDUs, truy n các MAC PDUs, ñi u khi n QoS (l p l ch) và ARQ. L p con b o m t SS ch u trách nhi m mã hóa, phân quy n và trao ñ i các khóa b o m t gi a BS (Base Station) và MS (Mobile Subcriber). 2.3.2 Khái ni m v CID và SFID L p MAC c a WiMAX là k t n i ñ nh hư ng (connection oriented), t c là trư c khi d li u ñư c truy n ñi thì BS và SS ph i có quá trình thi t l p m t k t n i ñơn hư ng v m t logic gi a hai l p MAC ngang hàng. M i m t k t n i ch dành cho m t lo i d ch v (ví d voice và email không th có cùng m t k t n i MAC). M i m t k t n i này s ñư c ñ nh danh b i m t giá tr 16 bít g i là CID (connection ID), các CID này ñư c coi như là các ñ a ch t m th i dùng cho vi c truy n d li u thông qua t ng k t n i riêng bi t.
10 CHƯƠNG 3: QU N LÝ TÀI NGUYÊN VÔ TUY N TRONG M NG IEEE 802.16/WIMAX 3.1 T i sao ph i qu n lý tài nguyên vô tuy n? 3.1.1 T ng quan v qu n lý tài nguyên vô tuy n trong các m ng không dây Tài nguyên vô tuy n là b r ng ph cho phép ñ truy n tin [21]. V n ñ c a qu n lý tài nguyên vô tuy n là làm sao v i m t d i băng t n c ñ nh cho trư c h th ng ho t ñ ng v i ch t lư ng t t nh t và v i t c ñ truy n s li u cao nh t. 3.1.2 M c ñích c a qu n lý tài nguyên vô tuy n trong các m ng không dây Vi c s d ng ph hi u qu và t i ưu c p phát tài nguyên n m trong nhi m v c a qu n lý tài nguyên vô tuy n RRM là ñ c bi t quan tr ng ñ i v i hi u năng ho t ñ ng c a các m ng không dây hi n ñ i. 3.1.3 M t s gi i pháp cho qu n lý tài nguyên vô tuy n Có m t s các gi i pháp khác nhau cho v n ñ RRM trong các m ng không dây hi n nay. Chúng ta có th t m chia các mô hình gi i pháp ñó ra làm hai nhóm là nhóm các thi t k RRM tĩnh (fixed design) và nhóm các thu t toán RRM ñ ng (dynamic RRM algorithms). 3.2 Qu n lý tài nguyên vô tuy n trong m ng IEEE 802.16 Đ ng v phương di n ngư i dùng cá nhân trong WiMAX, RRM ph i ñ m b o t i thi u công su t phát c a thi t b ngư i dùng (trong m i quan h ràng bu c c a t c ñ và công su t truy n) ñ ng th i ph i h n ch t i ña hi n tư ng nhi u ñ ng kênh CCI. Đ ng v phương di n các lo i hình d ch v . Do trong
11 WiMAX ñ nh nghĩa ra 5 lo i hình d ch v g m có: Unsolicited grant service (UGS), Real-time polling service (rtPS), Non-real-time polling service (nrtPS), Best effort service (BE), Extended real-time variable rate (ERT-VR) service nên ph i ñ m b o c p phát tài nguyên cân ñ i theo th t ưu tiên cho các lo i hình d ch v , cho các k t n i hi n th i và các k t n i m i ñ ñ m b o ñư c các tham s QoS c a h th ng. Công vi c qu n lý tài nguyên vô tuy n như v y ñư c th c hi n b ng các thu t toán scheduling s ñư c kh o sát k các chương sau c a b n lu n văn t t nghi p này. Đ ng v phía h th ng WiMAX/OFDMA, ph i t i thi u t ng công su t truy n c a h th ng, t i ña thông lư ng, vùng ph và dung lư ng, t i thi u chi phí và ñ ph c t p c a h th ng. 3.3 Qu n lý ch t lư ng d ch v trong m ng IEEE 802.16 3.3.1 Các lo i hình d ch v (Polling Service) h tr b i m ng IEEE 802.16 1.Unsolicited grant services (UGS) (d ch v cho phép t nguy n): Đư c thi t k ñ h tr các gói d li u có kích thư c không ñ i m t t c ñ truy n không ñ i (CBR). VoIP (không có tri t kho ng l ng) là m t ví d ñi n hình c a d ch v này. 2.Real-time polling services (rtPS – các d ch v thăm dò th i gian th c); D ch v này ñư c thi t k ñ h tr các d ch v th i gian th c như là MPEG video. 3.Non-real-time polling service (nrtPS) (D ch v không cho th i gian th c): D ch v này ñư c thi t k ñ h tr các dòng d li u ch p nh n có tr (delay- tolerant), như là FTP. 4.Best-effort (BE) service: D ch v này ñư c thi t k ñ h tr các lu ng d li u, như là trình duy t Web. 5. Extended real-time variable rate (ERT-VR) service (D ch
12 v th i gian th c m r ng) : D ch v này ñư c thi t k ñ h tr các ng d ng th i gian th c như VoIP (có tri t kho ng l ng). 3.3.2 Các tiêu chí c a m t b l p l ch gói hi u qu ñ m b o ch t lư ng d ch v QoS H tr QoS linh ho t: Tính công b ng: Đ ñơn gi n và kh năng m r ng: Tính s d ng hi u qu kênh truy n (Link Utilization): Đ m b o gi i h n tr (Delay bound): Đ m b o thông lư ng (Throughput): Tính duy trì năng lư ng ho t ñ ng c a thi t b di ñ ng Đ m b o tính di ñ ng c a thi t b (Device Mobility): Tính n ñ nh (Scalability): CHƯƠNG 4: THU T TOÁN L P L CH GÓI TRÊN ĐƯ NG WIMAX DOWNLINK WiMAX có 3 b l p l ch, 2 b l p l ch phía BS: b l p l ch DL và b l p l ch UL, cùng v i 1 b l p l ch phía MS. Quá trình ho t ñ ng c a các b l p l ch ñư c di n ra như sau: -V i b l p l ch DL BS: ñư ng DL thì BS hoàn toàn bi t ñư c các k t n i, các lu ng d ch v ñư c l p l ch, ñi kèm ñó là các tham s QoS, c ng thêm vi c BS luôn l ng nghe, thăm dò các ph n h i v CINR t MS. -V i b l p l ch UL BS: v i ñư ng UL, ban ñ u bên phía MS s ñưa ra các yêu c u c p phát băng thông ñư ng UL t i BS. Các yêu c u này ñư c b l p l ch UL phía BS ti p nh n, sau ñó b l p
13 l ch UL phía BS s th c hi n phân lo i các lu ng d ch v , các CID riêng, k t h p cùng các tham s QoS r i g i l i thông tin c p phát băng thông UL v cho MS thông qua b n tin UL-MAP. Các MS sau khi nh n ñư c thông tin v c p phát băng thông UL s ti n hành truy n t i các UL PDU. 4.1 Các thu t toán ñơn nh t (Homogeneous) 4.1.1 Thu t toán Round Robin (RR) 4.1.2 Thu t toán Maximum Sum Rate (MSR) [1] [3] 4.1.3Thu t toán Maximum Fairness (MF) [1] [3] 4.1.4 Thu t toán ràng bu c t l t c ñ (Propotional Rate Constraints) [1] 4.1.5 Thu t toán Weighted Round Robin (WRR) [11] 4.1.6 Thu t toán Deficit Round Robin (DRR) [11] 4.1.7 Thu t toán Early Deadline First (EDF) [20] 4.1.8 Thu t toán Proportional Fair (PF) [19] 4.1.9 Thu t toán Weighted Fair Queueing (WFQ) [16] 4.2 Các thu t toán lai (Hybrid) 4.2.1 EDF + WFQ + FIFO [12] 4.2.2 EDF + WFQ 4.3 T ng k t và ñánh giá sơ lư c các thu t toán CHƯƠNG 5: MÔ PH NG M T S K THU T L P L CH TRONG WIMAX 5.1 Môi trư ng mô ph ng NS-2 hay Network Simulator là m t ph n m m mô ph ng s ki n r i r c ñư c s d ng r ng rãi trong gi i nghiên c u t i các trư ng ñ i h c do tính ch t m c a ph n m m này. Chúng ta làm vi c v i NS thông qua hai thành ph n chính: m t b mô ph ng
14 hư ng ñ i tư ng ñư c vi t trên C++ và m t b thông d ch ñư c vi t b ng OTcl (là ph n m r ng hư ng ñ i tư ng c a ngôn ng Tcl) ñ ch y các câu l nh. OTcl có th s d ng các ñ i tư ng ñư c compile b ng C++ thông qua m t c u n i OTcl linkage ánh x các ñ i tư ng c a OTcl sang C++ . 5.1.1 Các thành ph n chính c a tr m g c Base Station tri n khai b i công c mô ph ng 5.1.1.1 Kh i phân lo i lu ng (Flow Classifier) 5.1.1.2 B l p l ch (Scheduler DL ARQ/HARQ) 5.1.1.3 Kh i UL ARQ 5.1.1.4 Kh i x lý khung DL (DL Frame Assembler) 5.1.1.5 Kh i phân lo i gói (Packet Parser) 5.1.1.6 Kh i Tx/Rx PHY 5.1.2 Các thành ph n chính c a tr m MS (Mobile Station) tri n khai b i công c mô ph ng 5.1.2.1 B l p l ch UL (UL Scheduler ARQ/HARQ Module) 5.1.2.2 X lý UL (UL Assembler) 5.1.3 B l p l ch UL/DL B l p l ch ñư c chia làm 2 ph n. M t ph n n m BS và ph n còn l i n m MS. B l p l ch BS (wimax/scheduling/bsscheduler.cc) ch u trách nhi m c p phát băng thông cho ñư ng downlink và uplink qua khung các b n tin DL- MAP và UL-MAP. B l p l ch MS (wimax/scheduling/ ssscheduler.cc) ch u trách nhi m phân chia băng thông cho ñư ng c p phát cho MS cho các k t n i c a nó. Trong lu n văn t t nghi p này h c viên t p trung th nghi m hai thu t toán PF và WFQ cho ñư ng downlink vì v y khi tri n khai s ch tác ñ ng t i b l p l ch downlink BS và ph n code C++ cũng s ñư c s a ñ i ch y u
15 trong file bsscheduler.cc. 5.1.3.1 C p phát khe d li u (slot) theo chi u d c (Vertical Stripping) 5.1.3.2 C p phát khe d li u (slot) theo chi u ngang (Horizontal Stripping) 5.1.3.3 Ch ñ truy n song công TDD trong công c mô ph ng 5.2 Các thu t toán l p l ch gói s d ng trong k ch b n mô ph ng Trong ph n này h c viên s ch n hai trong s các thu t toán ñã kh o sát chương 4 ñ tri n khai trong ph n m m mô ph ng NS- 2. Hai thu t toán ñư c ch n ñây ñó là thu t toán công b ng t l (PF) và thu t toán ñ xu t WFQ k t h p v i ràng bu c v Leaky Bucket. Công vi c tri n khai hai thu t toán ñư c th c hi n b ng cách thay ñ i ph n code C++ hàm dl_stage2( ) trong file bsscheduler.cc n m trong thư m c ns-2.31/wimax/scheduling c a công c mô ph ng. Sau ñây h c viên s trình bày k hơn ưu như c ñi m v m c ñ qu n lý tài nguyên vô tuy n c a m i thu t toán. 5.2.1 Thu t toán PF [19] Thu t toán PF ñư c ñ xu t l n ñ u tiên b i công ty Qualcomm trong chu n IS-856 ñ th c hi n l p l ch cho ñư ng downlink, là m t trong nh ng thu t toán l p l ch ñư c s d ng ph bi n nh t trong WiMAX hi n nay. PF là m t thu t toán thu c nhóm các thu t toán có quan tâm ñ n kênh truy n, t c là các tham s ph n h i t các SS v ñi u ki n kênh truy n s ñư c s d ng như m t y u t d n ñ n quy t ñ nh c p phát băng thông. Thu t toán này ñư c ñưa ra nh m cân b ng các y u t v tr , thông lư ng và tính cân b ng c n thi t c a m t b l p l ch. Thu t toán này d a trên m t hàm ưu tiên
16 như sau: U (t) = ri ( t ) (4.10) i R i (t ) Trong ñó ri(t) là t c ñ d li u trong th i ñi m hi n t i và Ri(t) là t c ñ trung bình ñ ng c a d li u nh n ñư c b i SS i tính ñ n khe th i gian t. Hàng ñ i có giá tr Ui(t) l n nh t s ñư c ph c v khe th i gian t. Đ c p nh p giá tr t c ñ trung bình ñ ng c a d li u thì công th c sau ñây ñư c s d ng:  1 1 n u k t n i i ñư c ph c v khe th i gian t  Ri (t + 1) = (1 − T ) Ri (t ) + T ri (t ), (4.11)  c c   R (t + 1) = (1 − 1 ) R (t ), n u k t n i i không ñư c ph c v khe th i gian t  i  Tc i ñây Tc là m t h ng s ñ tính t c ñ trung bình ñ ng và dùng ñ ñi u khi n tham s tr c a h th ng. N u Tc l n thì tr h th ng tăng nhưng t ng thông lư ng nh n ñư c l i cao hơn. N u Tc nh thì tr h th ng gi m, nhưng giá tr thông lư ng trung bình thay ñ i nhanh hơn nên m t ph n thông lư ng b hao phí. Thu t toán PF v i công th c l p l ch như trên ñã cân b ng ñư c hai y u t là: t n d ng băng thông và công b ng gi a các ngư i dùng. S t n d ng băng thông th hi n tham s ri (t ) , khi tham s này càng l n nghĩa là t c ñ t c thì càng l n, ñi u này cũng tương ñương v i vi c ñi u khi n kênh truy n t t, thì thu t toán s ph c v k t n i này v i m c MCS (Modulation and Coding Scheme) t t nh t nh m t n d ng hi u qu băng thông. Tuy nhiên n u ch quan tâm ph c v t i nh ng k t n i có ñư ng truy n t t thì s m t tính công b ng c a thu t toán. Do v y tham s Ri (t ) ñư c ñưa vào nh m th c hi n tính công b ng.
17 V i nh ng k t n i có kênh truy n kém thì t c ñ trung bình ri (t ) (giá tr Ri (t ) ) s th p, khi ñó giá tr s càng cao, ñ ng Ri (t ) nghĩa v i vi c k t n i ñó s có cơ h i ñư c ph c v m c dù ñi u ki n kênh truy n kém. 5.2.2 Thu t toán WFQ k t h p ràng bu c Leaky Bucket 5.2.2.1 Đi u khi n t c ñ b ng Leaky Bucket 5.2.2.2 Thu t toán WFQ v i ràng bu c Leaky Bucket Hình 5. 10 B l p l ch gói WFQ k t h p v i ràng bu c Leaky Bucket 5.3 Xây d ng k ch b n mô ph ng 5.3.1 Mô hình m ng
18 Hình 5. 11 Mô hình m ng s d ng trong các k ch b n mô ph ng Mô hình m ng s d ng trong các k ch b n mô ph ng g m có m t tr m g c BS v i bán kính ph sóng là 500m, m t SourceNode ñ truy n các gói tin thu c các lu ng d ch v khác nhau t i BS thông qua m t liên k t 100Mbps, tr 1ms, hàng ñ i DropTail. Trong bán kính ph sóng c a BS có 5 MS trong ñó MS1 ñ n MS4 l n lư t nh n các lu ng d ch v UGS, rtPS, nrtPS và BE, MS5 còn l i nh n lu ng Background Traffic (BGT) v i d ch v BE có thông lư ng l n ñ làm tăng t i ña t i c a m ng (bursty). 5.3.2 L a ch n ngu n traffic 5.3.3 Các tham s s d ng trong k ch b n mô ph ng 5.4 K t qu mô ph ng Đ ki m tra ưu như c ñi m c a hai thu t toán ñã trình bày trong nh ng ph n trư c, h c viên th c hi n ch y hai k ch b n mô
19 ph ng. Trong ñó m t k ch b n cho phép các MS di ñ ng và k ch b n còn l i thì các MS c ñ nh trong vùng ph sóng c a tr m BS. C hai k ch b n ñ u s d ng hai thu t toán PF và WFQ v i s h tr c a Leaky Bucket. K t qu thu ñư c như sau. 5.4.1 K ch b n di ñ ng 5.4.1.1 Thông lư ng Trên ñ th hình 5.12 và 5.13 (th i gian l y m u là 2s) ta có th th y ñư c s phân b v thông lư ng gi a 4 MS s d ng 4 lu ng d ch v khác nhau v i hai thu t toán PF và WFQ. Có th th y do có s di ñ ng c a các MS nên thông lư ng c a các lu ng không n ñ nh và không ñ t ñư c m c thông lư ng gi i h n ñ t ra b i Leaky Bucket (nominated rate), rõ ràng nh t th i ñi m 32s có s s t gi m v thông lư ng c a 2 lu ng nrtPS và BE do hai MS nh n hai lu ng này ñi ra xa BS. Tuy nhiên t ng thông lư ng c a các lu ng khi s d ng thu t toán WFQ là l n hơn t ng thông lư ng khi s d ng thu t toán PF và thu t toán WFQ thông lư ng các lu ng phân b g n v i m c thông lư ng gi i h n hơn là thu t toán PF. Qua nh ng ñánh giá trên có th th y rõ thu t toán PF ch ñ m b o phân b công b ng thông lư ng cho các lu ng nhưng tính n ñ nh c a giá tr thông lư ng không cao so v i khi s d ng thu t toán WFQ.
20 Hình 5. 12 Thông lư ng c a các lu ng d ch v v i b l p l ch WFQ trong k ch b n di ñ ng Hình 5.13 Thông lư ng c a các lu ng d ch v v i b l p l ch PF trong k ch b n di ñ ng