Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu các kỹ thuật lập lịch cải thiện chất lượng dịch vụ (QoS) trên hệ thống mạng Wimax

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

Thêm vào BST

Báo xấu

89
lượt xem 15
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nhờ sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, truyền thông băng thông rộng đang ngày càng trở thành nhu cầu thiết yếu mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng. Bên cạnh cung cáp các dịch vụ như truy cập internet, các trò chơi tương tác, hội nghị truyền hình....

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ kỹ thuật: Nghiên cứu các kỹ thuật lập lịch cải thiện chất lượng dịch vụ (QoS) trên hệ thống mạng Wimax

1 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Đ I H C ĐÀ N NG TR N XUÂN PHƯƠNG NGHIÊN C U CÁC K THU T L P L CH C I THI N CH T LƯ NG D CH V (QoS) TRÊN H TH NG M NG WIMAX Chuyên ngành: K thu t ñi 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: TS.Nguy n Văn Tu n Ph n bi n 1: TS. Nguy n Lê Hùng Ph n bi n 2: TS. Lương H ng Khanh 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 21 tháng 5 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 1. TÍNH C P THI T C A Đ TÀI Nh s phát tri n không ng ng c a khoa h c công ngh , truy n thông băng thông r ng ñang ngày càng tr thành nhu c u thi t y u mang l i nhi u l i ích cho ngư i s d ng. Bên c nh vi c cung c p các d ch v như truy c p Internet, các trò chơi tương tác, h i ngh truy n hình,… thì truy n thông băng thông r ng di ñ ng cũng ñang ñư c ng d ng r ng rãi, cung c p các k t n i tin c y cho ngư i s d ng ngay c khi di chuy n qua m t ph m vi r ng l n. Trong b i c nh ñó, Wimax ra ñ i nh m cung c p m t phương ti n truy c p Internet không dây t ng h p có th thay th ADSL và Wi-Fi. H th ng Wimax có kh năng cung c p ñư ng truy n vô tuy n v i t c ñ lên ñ n 70Mbps và v i bán kính ph sóng lên ñ n 50km. Tuy di n ñàn Wimax ñã ñưa ra các thông s k thu t c a l p PHY và l p MAC cho ph n l n các chu n nhưng trong m t s chu n các thông s chung v n chưa ñư c ñ c p. Đi u này d n ñ n s khác bi t trong vi c s d ng các k thu t trong Wimax gi a các nhà cung c p thi t b , ch ng h n như k thu t l p l ch cho Wimax. Trong m t s ng d ng truy n thông th i gian th c, ñ tr tín hi u là m t trong các thông s quan tr ng. Ví d như theo nhóm tiêu chu n IEEE 802.16, ñ tr cho phép c a VoIP là 120 ms, khi ñ tr vư t quá 150 ms thì ch t lư ng tho i s b gi m sút nghiêm tr ng và khi giá tr này vư t quá 200 ms thì không th ch p nh n ñư c. Đ gi i quy t v n ñ này, ngư i ta nghiên c u các thu t toán l p l ch trong Wimax nh m c i thi n ch t lư ng d ch v cho các ng d ng khác nhau trong h th ng Wimax. Vì v y, ñ tài có tính c p thi t và th c ti n cao. 2. M C ĐÍCH NGHIÊN C U - Nghiên c u v l p Mac và l p v t lý trong Wimax - Phân tích m t s k thu t l p l ch trong Wimax
4 - Mô ph ng m t s k thu t l p l ch b ng ph n m m OPNET. 3. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U 3.1. Đ i tư ng nghiên c u: Đ tài phân tích d a trên nh ng y u t cơ b n nh t, ñó là: - Đ r ng băng thông, Đ tr , Jitter, Đ tin c y. 3.2. Ph m vi nghiên c u: - Đ tài này không ñi sâu vào ki n trúc m ng Wimax mà t p trung nghiên c u cách th c xây d ng các kh i cơ s , các tham s thi t k và các thành ph n trong Wimax ñ làm căn c cho vi c phân tích sau này. - Đ tài nghiên c u, phân tích các k thu t và thu t toán l p l ch, th c hi n mô ph ng các k thu t l p l ch nh m th hi n nh hư ng ñ n vi c c i thi n QoS trong h th ng m ng Wimax. 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U - Nghiên c u lý thuy t, tìm hi u và phân tích k thu t l p l ch liên quan. - Xây d ng mô hình m ng WIMAX ñ th c hi n mô ph ng. - Đánh giá k t qu mô ph ng. 5. Ý NGHĨA KHOA H C VÀ TH C TI N C A Đ TÀI WiMax h tr các ng d ng ña phương ti n khác nhau như là tho i qua giao th c internet (VoIP), truy n hình h i ngh , chơi game online. Nh ng ng d ng này là g m nhi u lo i khác nhau theo nhu c u t nhiên và chúng có nhi u yêu c u khác nhau ph i ñư c th a mãn. Đ th a mãn nh ng lo i yêu c u khác nhau nó c n thi t ph i xem xét ñ n các yêu c u d ch v (QoS). QoS, m t tiêu chí quan tr ng ñư c ch p nh n ñ ño lư ng hi u năng c a m t m ng, ñư c cung c p thông qua b ng s phân l p và vi c l p l ch c a 5 lo i khác nhau c a các l p lưu lư ng ñư c ñ nh nghĩa b i các tiêu chu n. M i l p có các yêu c u v băng thông riêng c a nó cũng như m c ñ QoS riêng, mà nó c n ph i
5 duy trì. Nhi u lo i thu t toán l p l ch lưu lư ng cho các m ng không dây như Round Robin, Proportional Fairness và Cross Layer. Trong s nh ng cơ ch thu n ti n, m t s không có s khác bi t trong d ch v , m t s t o ra s khác bi t hoàn toàn v d ch v v i s th c thi có ñ ph c t p cao vì v y vi c l p l ch hi u q a là quan tr ng trong m ng Wimax. 6. K T C U C A LU N VĂN - Chương 1 : T ng quan v WiMax. - Chương 2 : Nghiên c u chi ti t v l p Mac và l p v t lý. - Chương 3 : K thu t l p l ch h tr QoS trong WiMax. - Chương 4 : Mô ph ng thu t toán l p l ch. Chương 1 – T NG QUAN V WIMAX 1.1. GI I THI U CHƯƠNG 1.2. T NG QUAN WiMax cho phép k t n i băng r ng vô tuy n c ñ nh, bán c ñ nh, mang xách ñư c và di ñ ng ñ y ñ , mà không c n thi t ph i trong t m nhìn th ng (Line of Sight) tr c ti p t i m t tr m g c. Công ngh WiMax ñem l i gi i pháp cho nhi u ng d ng băng r ng t c ñ cao di n ra cùng th i ñi m v i kho ng cách xa và cho phép các nhà khai thác d ch v h i t t t c trên m ng IP ñ cung c p các d ch v như là: d li u, tho i, video. 1.3. N N T NG C A IEEE 802.16 VÀ WIMAX - Năm 2001: hoàn thi n chu n IEEE 802.16: h th ng không dây băng r ng LOS t ñi m t i ña ñi m, trong d i t n 10Ghz ñ n 66Ghz. - Năm 2004: hoàn thi n chu n IEEE 802.16-2004. - Năm 2005: hoàn thành IEEE 802.16e-2005.
6 - WiMax Forum có 2 h th ng profile: m t d a trên IEEE 802.16-2004, OFDM PHY, g i là profile h th ng c ñ nh. M t profile khác d a trên IEEE 802.16e-2005, m r ng OFDMA PHY, g i là profile h th ng di ñ ng. 1.4. CÁC Đ C TÍNH N I B T C A WIMAX L p v t lý d a trên n n t ng OFDM, T c ñ d li u ñ nh r t cao, Kh năng m r ng băng thông và h tr t c ñ d li u, Đi u ch và mã hoá thích ng , H tr truy n l i l p liên k t n i, H tr c TDD và FDD, Đa truy nh p phân chia theo t n s tr c giao OFDMA, M m d o và linh ho t trong vi c c p phát tài nguyên cho t ng ngư i s d ng, H tr các công ngh anten tiên ti n, H tr ch t lư ng d ch v QoS, Kh năng b o m t m nh m , H tr cho s di ñ ng. 1.5. KI N TRÚC WIMAX Giao di n vô Giao di n tuy n (R1) Roaming (R1) d a trên IP Phân lo i lưu lương L p l ch ñư ng L p l ch ñư ng lên lên QoS ñư ng lên Wimax QoS d a vào IP Ch c năng policy C u hình QoS Lưu lư ng L p l ch L p l ch ñư ng xu ng ñư ng xu ng ñư ng xu ng QoS Wimax QoS d a vào IP Xác th c Qu n lý khóa Xác th c C p phép Quàn lý khóa công khai công khai C p phép Qu n lý di MIP HA Chuy n giao Chuy n giao ñ ng Qu n lý di ñ ng Đóng gói Đóng gói Đư ng d li u Đư ng d li u M ng truy c p d ch v M ng truy c p lõi Hình 1.1: Ki n trúc WiMAX
7 1.6. CH T LƯ NG D CH V H tr cho QoS là m t ph n cơ b n c a vi c thi t k l p MAC trong WiMAX, Lu ng d ch v là m t lu ng ñơn hư ng c a các gói có liên quan ñ n thi t l p các tham s c a QoS và ñư c xác ñ nh b ng ch s lu ng d ch v (SFID). Các tham s QoS có th bao g m ñ ưu tiên lưu lư ng, t c ñ lưu lư ng duy trì liên t c l n nh t, t c ñ Bust l n nh t, lo i l p l ch, lo i ARQ, dao ñ ng có th ch u ñư c, kích thư c và lo i ñơn v d li u d ch v , cơ ch yêu c u băng thông ñư c s d ng, các quy lu t thông tin truy n d n PDU. M t trong nh ng v n ñ c a vi c cung c p QoS trong các h th ng m ng không dây băng r ng là vi c qu n lý hi u qu tài nguyên vô tuy n. Các thu t toán l p l ch hi u qu c n cân b ng gi a các yêu c u QoS c a m i ng d ng và ngư i dùng v i tài nguyên vô tuy n s n có. Các thu t toán l p l ch này c n ñư c phát tri n. 1.7. K T LU N CHƯƠNG V i ñ c ñi m k thu t mã hóa và ñi u ch tương thích, ghép theo không gian và c p phát tài nguyên ñ ng s ñ t ñư c t c ñ và dung lư ng cao. Khi s d ng các thu t toán l p l ch hi u qu trong l p MAC ph c h p ñ cung c p nhi u ng d ng (tho i, d li u, video) trên m t k t n i ñơn ñ n m ng và ñ m bào ch t lư ng cho t ng ng d ng. Các yêu c u d ch v và nh ng ràng bu t c th c a h th ng m ng không dây băng r ng t o ra nh ng cơ h i ng d ng trong th c ti n và nh ng thách th c khó khăn khi thi t k .
8 Chương 2 - L P V T LÝ VÀ L P MAC TRONG WIMAX 2.1. GI I THI U CHƯƠNG 2.2. L P V T LÝ 2.2.1 Gi i thi u L p v t lý (PHY) d a trên nguyên lý ña truy nh p phân chia theo t n s tr c giao (OFDM), nó có công ngh ñi u ch /truy nh p phù h p cho ñi u ki n trong t m nhìn không th ng (none line of sight) v i t c ñ d li u cao.Nh ng l p v t lý ñ nh nghĩa trong IEEE 802.16 là: WirelessMAN SC, WirelessMAN SCa, WirelessMAN OFDM, WirelessMAN OFDMA. Mi n s Mi n tương t C p phát sóng mang con + IF D chèn d n FT / ñư ng A Anten 1 Mã hóa Chèn Ánh x B mã hóa kênh + (interleav không gian / ký t th i gian tương thích er) (Symbol) t cñ C p phát sóng mang IF D con + chèn F / d n ñư ng T A Anten 2 Mi n t n s Mi n th i gian Hình 2.1: Kh i ch c năng c a l p v t lý 2.2.2. Mã hóa kênh Phân ño n mã hóa kênh g m có các bư c sau: (1) ng u nhiên hóa d li u, (2) mã hóa kênh, (3) tương thích t c ñ , (4) HARQ, n u ñư c s d ng, và (5) Chèn.
9 2.2.3. Chèn Nh ng bit mã hóa ñư c chèn s d ng hai quá trình. Bư c ñ u tiên ñ m b o r ng nh ng bit mã hóa lân c n nhau ñư c ánh x vào trong nh ng sóng mang con không lân c n nhau. Bư c th hai ñ m b o nh ng bit lân c n ñư c ánh x luân phiên ñ n nh ng bit quan tr ng ít và nhi u c a chòm sao ñi u ch . 2.2.4. Ánh x ký t (symbol) Tu n t các bit nh phân ñư c bi n ñ i thành tu n t các ký hi u có giá tr ph c. Chòm sao cơ b n là QPSK và 16 QAM, v i 1 tùy ch n c a chòm sao 64 QAM. 2.2.5. C u trúc ký hi u OFDM OFDM phân chia lu ng d li u theo cơ ch truy n d n ña băng h p trong mi n t n s b ng cách s d ng các sóng mang con tr c giao v i nhau. Trong mi n t n s , m i ký hi u OFDM ñư c t o ra b ng vi c ánh x tu n t các ký hi u ñã ñi u ch vào trong các sóng mang con, bao g m các sóng mang con d li u, sóng mang con d n ñư ng và sóng mang con r ng. 2.2.6. Kênh con và s hoán v sóng mang con Kênh con là t p logic c a sóng mang con. S lư ng và s phân b chính xác c a sóng mang con ñ t o thành m t kênh con ph thu c vào cơ ch hoán v sóng mang con. S d ng toàn b ñư ng xu ng c a sóng mang con (DL FUSC), s d ng m t ph n sóng mang con ñư ng xu ng (DL PUSC), s d ng m t ph n sóng mang con ñư ng lên (UL PUSC). 2.2.7. Đi u ch và mã hóa thích ng AMC Phương th c MCS ñư c s d ng l i ñư c xác ñ nh b ng các th t c thích nghi ñư ng truy n. S l a ch n MCS thích h p tuỳ thu c vào giá tr c a t l tín hi u trên nhi u SNR thu ñư c. Tuỳ vào ñi u ki n c a
10 t ng thuê bao, h th ng WiMax s th c hi n phương th c ñi u ch và mã hoá khác nhau. Như v y v i vi c h tr ñi u ch và mã hoá thích ng, h th ng WiMax s c g ng t i ưu nh t trong ñi u ki n truy n d n cho phép. 2.2.8. Khe và c u trúc khung L p Mac c p phát tài nguyên th i gian/t n s ñ n các user khác nhau trong ñơn v khe (slot), nó là h n ng ch nh nh t c a tài nguyên l p v t lý, có th ñư c phân b ñ n user ñơn l trong mi n th i gian/t n s . Kích thư c c a khe (slot) ph thu c vào cơ ch hoán v sóng mang con. Hình 2.7: C u trúc khung TDD 2.3. L P MAC 2.3.1. Gi i thi u v l p MAC L p MAC n m bên trên l p PHY, ch u trách nhi m ñi u khi n và ghép/tr n nhi u kênh ñơn trên m t ñư ng truy n v t lý. M t s các ch c năng quan tr ng c a l p MAC trong WiMAX như: Phân ño n ho c ghép n i các ñơn v d ch v d li u SDU, L a ch n thông tin c m , Truy n l i các MAC PDU mà bên nh n th y l i khi cơ ch ARQ, Cung
11 c p ñi u khi n ch t lư ng d ch v (QoS), L p l ch (schedule) các MAC PDU d a trên tài nguyên l p PHY, H tr qu n lý di ñ ng (mobility management) cho các l p trên, Cung c p b o m t và qu n lý khóa (key management), Cung c p ch ñ ti t ki m năng lư ng và ch ñ ch ngh . 2.3.2. Mô hình tham chi u l p MAC L p cao hơn L p con h i t MAC (nén tiêu ñ và xác ñ nh SFID và DIC) L p con ph n chung MAC G n k t các MAC PDU, l p l ch ARQ, qu n lý MAC D li u Báo hi u Qu n lý MAC L p con b o m t MAC (mã hóa) L p v t lý Hình 2.8: Mô hình l p MAC 2.3.3. Xây d ng và truy n t i MAC PDU D a vào kích thư c c a payload, nhi u SDU có th ñư c mang trên m t MAC PDU, ho c m t SDU có th ñư c phân m nh ñ mang trên nhi u MAC PDU. Khi m t SDU ñư c phân m nh, v trí c a các m nh d li u trong SDU ñư c ñánh d u b i m t s th t (sequence number). S th t này cho phép l p MAC phía thu nhóm ñúng th t các phân m nh l i thành SDU.
12 2.3.4. Cơ ch yêu c u và c p phát băng thông T i ñư ng xu ng DL: T t c vi c quy t ñ nh liên quan ñ n vi c c p phát băng thông cho m t s MS ñư c th c hi n b i BS trên cơ s t ng s nh n d ng k t n i ñơn hư ng CID. T i ñư ng lên UL, MS yêu c u tài nguyên b ng cách s d ng yêu c u băng thông trong MAC PDU yêu c u băng thông, ho c g i yêu c u băng thông kèm theo trong MAC PDU chung. Các yêu c u băng thông ñư ng lên có th là yêu c u tăng d n (incremental) ho c toàn b (aggregate). 2.3.5. Ch t lư ng d ch v M t trong nh ng ch c năng quan tr ng nh t c a l p MAC trong WiMAX là ñ m b o ch t lư ng d ch v (QoS) theo yêu c u cho các MAC PDU c a nh ng lu ng d ch v khác nhau, càng ñáng tin c y càng t t theo các ñi u ki n t i c a h th ng. 2.3.5.1. Các d ch v l p l ch (Scheduling Services) M t d ch v l p l ch riêng bi t xác ñ nh cơ ch mà m ng s d ng ñ c p ñư ng truy n UL và DL cho các PDU. WiMAX ñ nh nghĩa 5 d ch v l p l ch: D ch v c p phát t nguy n (UGS), D ch v thăm dò th i gian th c (rtPS), D ch v thăm dò phi th i gian th c (nrtPS), D ch v n l c t t nh t (BE ), D ch v thăm dò th i gian th c m r ng (ertPS). 2.3.5.2. Ho t ñ ng c a lu ng d ch v và QoS M t lu ng d ch v có các thành ph n sau ñây: ID lu ng d ch v , B tham s QoS ñư c cung c p, B tham s QoS t thi t l p, B tham s QoS linh ho t, Module c p phép. 2.3.5.3. B l p l ch l p Mac Tóm l i vi c l p l ch: - Xác ñ nh th t truy n d n gói qua giao ti p vô tuy n.
13 - MS ph i ph n h i thông tin k p th i và chính xác như ñi u ki n lưu lư ng và các yêu c u QoS. - L p MAC h tr c p phát tài nguyên t n s - th i gian trong c UL và DL trên m i khung cơ b n. - S c p phát tài nguyên ñư c phân ph i trong các thông ñi p MAP t i lúc b t ñ u m i khung, vì v y c p phát tài nguyên có th thay ñ i theo t ng khung tương ng v i các ñi u ki n kênh truy n và lưu lư ng. B l p l ch MAC có th tính toán m t metric Mi trên m i lu ng I, ñó là m t hàm f ch a nhi u thu c tính ñ c t cho lu ng d ch v như sau: Mi = f ( CINRi, Delayi, Throughputi, jitteri ) 2.4. K T LU N CHƯƠNG Chương 3 – K THU T L P L CH H TR QoS TRONG WIMAX 3.1. GI I THI U CHƯƠNG 3.2. KI N TRÚC CH T LƯ NG D CH V T i lúc thi t l p k t n i, ng d ng yêu c u tài nguyên m ng phù h p v i ñ c tính c a nó và ñ m b o m c ñ yêu c u d ch v . Đ ñ m b o r ng lưu lư ng m i ñư c ch p nh n không gây quá t i m ng ho c gi m ph m ch t d ch v cho lưu lư ng hi n t i, cơ ch ñi u khi n ch p nh n k t n i cũng ñã ñư c cung c p. M c dù t t c các thành ph n nói trên là c n thi t ñ cung c p m c ñ hi u qu c a h tr QoS nhưng c t lõi c a công vi c như v y n m trong thu t toán l p l ch. M t thu t toán l p l ch hi u qu là c n thi t cho vi c cung c p ñ m b o QoS, và nó ñóng m t vai trò thi t y u trong vi c xác ñ nh hi u su t m ng. 3.2.1. Yêu c u v QoS Đ c ñi m QoS c a l p d ch v khác nhau:
14 - Đ tr : Th i gian gói d li u truy n t ñ u cu i ñ n ñ u cu i do ñ chi ti t c a chu i l p v t lý. - Dao ñ ng (jitter): Dao ñ ng x y ra khi các gói tin ñ n t i các th i ñi m khác nhau do th i gian x p hàng khác nhau ho c do các tuy n truy n d li u khác nhau ñư c th c hi n b i truy n thông. - T c ñ lưu lư ng n ñ nh l n nh t. T c ñ lưu lư ng n ñ nh l n nh t xác ñ nh t c ñ thông tin ñ nh c a d ch v . 3.2.2. Các l p d ch v h tr QoS l p l ch 3.2.3. Các mô hình ng d ng lưu lư ng 3.2.4. Cơ ch yêu c u – ñáp ng - UGS: Không có s thăm dò (do s c p phát tĩnh) - rtPS: Có m t yêu c u ch t ch v tr . N u b t kỳ gói nào vư t quá h n chót deadline, nh ng gói ñó s b hu . - ertPS: D ch v này ñư c s d ng cho các lưu lư ng VoIP, nó có nh ng kho ng ho t ñ ng và kho ng l ng. - nrtPS: S r ng bu c duy nh t cho nrtPS là ñ m b o t c ñ t i thi u. S thăm dò cho d ch v này là ñư c phép. - BE: T t c cơ ch yêu c u băng thông là cho phép v i BE, nhưng gi i quy t tranh ch p là cơ ch thư ng ñư c s d ng nhi u nh t. 3.2.5. B l p l ch Wimax
15 Hình 3.2: Các b l p l ch t i BS và các MS Có ba quá trình x lý l p l ch riêng bi t: hai BS - m t cho ñư ng xu ng và cái còn l i cho ñư ng lên - và m t MS cho ñư ng lên. 3.2.6. Các yêu c u c a b l p l ch h tr QoS Các nhân t mà nh ng ngư i thi t k b l p l ch ph i quan tâm, hay là nh ng yêu c u c a b l p l ch: thông s QoS, t i ưu thông lư ng, tính công b ng, s tiêu th năng lư ng và ñi u khi n công su t, s th c thi ph c t p, kh năng m r ng. 3.2.7. Phân lo i các k thu t l p l ch Các k thu t l p l ch ph bi n hi n t i cho Wimax có th ñư c phân lo i vào 2 nhóm chính sau: các b l p l ch không quan tâm ñ n kênh truy n (channel-unaware scheduler) và các b l p l ch có quan tâm ñ n kênh truy n (channel-aware scheduler). 3.3. M T S THU T TOÁN L P L CH CƠ B N 3.3.1. Round Robin (RR) Round Robin công b ng gán s c p phát cho l n lư t t ng k t n i m t trong t t c các k t n i. B l p l ch RR cũng có th ñư c g i là b l p l ch vòng tròn. 3.3.2. Weighted Round Robin (WRR)
16 Weighted Round Robin (WRR) s d ng theo cơ ch RR k t h p v i tr ng lư ng, ñư c áp d ng cho vi c l p l ch trong Wimax. 3.3.3. Deficit Round Robin (DRR) B l p l ch Deficit Round Robin k t h p m t h n ng ch c ñ nh Qi (quantum) và m t b ñ m dư th a DCi (deficit counter) vào m i lu ng d ch v i. Khi b t ñ u m t vòng m i, m i lu ng d ch v i ñư c tăng thêm vào DCi m t lư ng b ng Qi. 3.3.4. Early Deadline First (EDF) Thu t toán EDF ñư c thi t k ñ c bi t cho các lưu lư ng th i gian th c như là các l p d ch v UGS, ertPS và rtPS. V i các lưu lư ng ñó gi i h n tr là thông s QoS chính và v cơ b n các gói v i tr không ch p nh n ñư c s b b ñi. 3.3.5. Weighted Fair Queuing (WFQ) WFQ ñư c s d ng cho các gói có kích thư c thay ñ i. Nó cung c p s qu n lý ưu tiên lưu lư ng, t ñ ng phân lo i gi a các dòng lưu lư ng ñ c l p mà không c n m t danh sách cho phép. Trong WFQ các gói ñư c phân lo i theo lu ng. V cơ b n, m i k t n i có m t hàng ñ i FIFO riêng c a nó và giá tr tr ng lư ng ñư c gán ñ ng cho cho m i hàng ñ i. Các tài nguyên ñư c chia s theo t l c a tr ng lư ng như thu t toán WRR. 3.3.6. T ng h p v các thu t l p l ch B ng 3.1 : So sánh gi a các thu t toán l p l ch. Thu t toán Ưu ñi m Như c ñi m Không công b ng, không ñ m b o FIFO Nhanh và r t ñơn gi n các thông s QoS Không công b ng (khi kích thư c RR Đơn gi n gói thay ñ i), không ñ m b o các thông s QoS
17 Đơn gi n, ñ t ñư c s ñ m Không công b ng (khi kích thư c WRR b o v thông lư ng gói thay ñ i) Đơn gi n, h tr gói có Không công b ng trong kho ng DRR kích thư c thay ñ i th i gian ng n EDF Đ t ñư c s ñ m b o v tr Không công b ng V i tr ng lư ng ñ ng và thích h p, ñ m b o v WFQ Ph c t p thông lư ng, tr và s công b ng 3.4. M T S THU T TOÁN L P L CH H TR QoS Đ XU T CHO WIMAX 3.4.1. B l p l ch MDRR Thu t toán l p l ch MDRR d a vào k thu t l p DRR. Hàng ñ i trong nguyên t c c a b l p l ch MDDR ñư c xác ñ nh b i hai tham s : tr ng s và b ñ m dư th a. 3.4.2. B l p l ch gói ñư ng lên v i cơ ch ñi u khi n ch p nh n cu c g i Thu t toán b l p l ch gói ñư ng lên v i cơ ch ñi u khi n ch p nh n cu c g i CAC (Call Admission Control) ñư c ñ xu t. Cơ ch CAC d a trên nguyên lý token bucket. 3.4.3. Thu t toán l p l ch liên l p (Cross-layer) v i h tr QoS Trong thu t toán này có các tiêu chí không gi ng c a các l p khác nhau ñư c xem xét ñ tính tính toán ñ ưu tiên c a m i k t n i. D a trên nh ng tham s này và k t h p v i ñi u ki n kênh truy n ñ tính ñ ưu tiên c a k t n i c th . 3.5. K T LU N CHƯƠNG
18 Chương 4 - MÔ PH NG THU T TOÁN L P L CH 4.1. GI I THI U CHƯƠNG 4.2. TƯƠNG QUAN GI A THU T TOÁN HÀNG Đ I VÀ THU T TOÁN L P L CH TRONG WIMAX Th t ra khái ni m l p l ch hàng ñ i gói d li u và l p l ch trong Wimax có m t s tương ñ ng nh t ñ nh. B i vì trong Wimax cũng t n t i các hàng ñ i cho các lu ng d ch v riêng bi t. Nhưng vi c l p l ch trong Wimax trên các hàng ñ i có m t s ràng bu c nh t ñ nh vì s gi i h n v tài nguyên cũng như các yêu c u ch t lư ng d ch v . 4.3. ÁP D NG THU T TOÁN MDRR TRONG WIMAX Thu t toán l p l ch MDRR th t s là m t d ng m r ng c a cơ ch l p l ch trư c ñó là DRR. Nó có m t s bi n ñ i c i ti n hơn so v i DRR nên có tên là MDRR. Tuy nhiên trong MDRR giá tr h n ng ch nh n ñư c cho hàng ñ i d a trên tr ng s liên k t v i chúng, như ch ra trong phương trình (4.1). Quantum = MTU + 512*Weight (4.1) Trong phương trình (4.1), giá tr tr ng s ñư c gán tương ñương v i t l ph n trăm và nó ñư c ch ra như sau. Weight = (4.2) Cơ ch l p l ch MDRR là d a trên DRR và c ng thêm vào ph n hàng ñ i ưu tiên (PQ). Cơ ch hàng ñ i ưu tiên ñư c s d ng nh m m c ñích cách ly lu ng lưu lư ng có yêu c u cao v i các lu ng lưu lư ng khác ñ cho ch t lư ng c a d ch v ñư c c i thi n t t hơn. Mô hình thu t toán ñư c miêu t như sau:
19 Hình 4.3: Mô hình thu t toán MDRR 4.4. MÔ PH NG 4.4.1. Các thông s ban ñ u Quá trình mô ph ng ñư c th c hi n trên OPNET. Topology PMP ñư c ch n ñ h tr 8 thuê bao di ñ ng trong ñó 02 user s d ng ng d ng Voip (tương ng v i d ch rtPS) v i cơ ch mã hóa G.711. 02 user s d ng d ch v FTP (tương ng v i d ch v nrtPS) có t i d li u cao, các user còn l i s d ng d ch email (tương ng v i d ch v BE) có t i d li u cao. Hình 4.6: Mô hình m ng mô ph ng. K t qu mô ph ng t p trung chính vào các thông s b o ñ m QoS: thông lư ng, ñ trư t và ñ tr . 4.4.2. K t qu mô ph ng • Đánh giá v thông lư ng.
20 Hình 4.7: Thông lư ng khi s d ng thu t toán RR và MDRR Quan sát trên hình v ta th y: thông lư ng c a rtPS trong MDRR c i thi n hơn so v i RR, gi m thi u thông lư ng FTP ñ b o ñ m cho các ng d ng th i gian th c nhưng v n b o ñ m ñư c lưu lư ng cho thuê bao s d ng d ch v FTP và email. • Đánh giá v ñ tr . Đ tr (delay) nh n ñư c khi áp d ng thu t toán l p l ch RR và MDRR cho WIMAX.