- THUẬT ĐỊNH TUYẾN QOS. - Nhằm tìm kiếm giải pháp cải thiện hiệu năng WMN, nghiên cứu sinh sử dụng tiếp cận xuyên lớp (crosslayer) giữa lớp MAC và lớp định tuyến. - Vì vậy,nghiên cứu này phát triển một mô hình giải tích mới phản ánh chất lượng liên kết và sử dụng như một thành phần dự báo chất lượng liên kết kết hợp với thành phần đo chủ động sẵn có của giao thức OLSR để đề xuất một tham số định tuyến mới, cải thiện được các thông số hiệu năng WMN.. - Với mục tiêu tìm kiếm một giải pháp khả thi cải thiện hiệu năng WMN thông qua kỹ thuật định tuyến QoS, nghiên cứu này đề xuất một tham số định tuyến mới và được tích hợp vào giao thức định tuyến OLSR nhằm cải thiện các thông số hiệu năng chính của mạng cụ thể. - mô hình giải tích biểu diễn cơ chế hoạt động của IEEE 802.11 DCF. - Đề xuất một tham số định tuyến mới cải thiện hiệu năng WMN.. - Chương 2: Bài toán mô hình hóa giao thức điều khiển truy nhập phương tiện trong điều kiện bão hòa. - Chương 3: Xây dựng mô hình giải tích đánh giá chất lượng liên kết Chương 4: Đề xuất tham số định tuyến QoS cải thiện hiệu năng mạng hình lưới không dây. - Hoàng Trọng Minh,“Khảo sát hiệu năng các tham số định tuyến trong mạng hình lưới không dây WMN”, Tạp chí khoa học và công nghệ - Các trường đại học, ISSN số 76, 2010.. - Hoàng Trọng Minh, Nguyễn Tiến Ban, “Nghiên cứu tham số định tuyến mới phản ánh nhiễu trong mạng hình lưới không dây IEEE 802.11”, Tạp chí khoa học và kỹ thuật quân sự, ISSN số 13, 2011.. - Vì vậy, các quyết định định tuyến đảm bảo QoS của ứng dụng cần hỗ trợ các cơ chế xác định yêu cầu đầu vào và bổ sung điều kiện ràng buộc định tuyến. - Điều này cũng dẫn tới các mục tiêu tối ưu mới vừa nhằm thỏa mãn yêu cầu của ứng dụng và tính khả thi tính toán định tuyến trong môi trường thực tiễn.. - Tóm tắt: Nội dung của chương khái quát các đặc tính kỹ thuật của mạng hình lưới không dây cùng với các ứng dụng điển hình, các vấn đề nền tảng của chất lượng dịch vụ QoS (Quality of Service), tiếp cận giải quyết vấn đề hỗ trợ QoS trong mạng hình lưới không dây và các điểm mấu chốt của kỹ thuật định tuyến QoS. - động thông qua các thiết bị định tuyến bố trí tĩnh theo hình lưới. - Mặt khác biến thời gian điều hành khác biệt trên từng lớp đã dẫn tới mô hình kiến trúc phân lớp không đạt được điểm tối ưu hiệu năng tổng thể của mạng WMN, việc cung cấp QoS trong WMN phụ thuộc vào tham số động của mạng và môi trường điều khiển phân tán. - Đề xuất tham số định tuyến cung cấp QoS cải thiện hiệu năng mạng hình lưới không dây. - Dựa trên mô hình giải tích đề xuất và kiểm chứng bằng phương pháp phân tích số, luận án đề xuất một tham số định tuyến phản ánh nhiễu IARM ứng dụng cho WMN dựa trên IEEE 802.11. - Giải pháp kết hợp thành phần tham số cho phép cải thiện độ chính xác của bài toán xác định chất lượng liên kết không dây và không gia tăng độ phức tạp tính toán khi tận dụng thủ tục sẵn có của giao thức định tuyến OLSR. - Tham số định tuyến IARM đã được chứng minh tính tương thích khi kết hợp với giao thức định tuyến OLSR và cho thấy các kết quả cải thiện hiệu năng trên các khía cạnh như trễ trung bình, tỷ lệ chuyển phát thành công và tỷ lệ tổn thất gói tin cũng như thông lượng toàn mạng qua các kết quả mô phỏng số. - Xây dựng cấu trúc, thành phần tham số định tuyến QoS mới phản ánh nhiễu IARM với các phân tích chứng minh tính tương thích của tham số với thuật toán Dijktra;. - Sửa đổi và xây dựng module tính toán định tuyến của giao thức OLSR để tích hợp với tham số định tuyến IARM;. - Mô phỏng và chiết xuất các kết quả liên quan tới các tham số hiệu năng mạng gồm trễ, tỷ lệ chuyển phát gói tin thành công, tỷ lệ tổn thất gói tin và thông lượng mạng khi lưu lượng đầu vào thay đổi. - Bằng các phân tích lý thuyết và các kết quả mô phỏng được trình bày trong luận án đã cho thấy một số ưu điểm nhất định của tham số định tuyến đề xuất. - Với mục tiêu cải thiện hiệu năng mạng hình lưới không dây qua kỹ thuật định tuyến QoS, luận án đã tiếp cận trực tiếp tới bài toán xây dựng một tham số định tuyến cung cấp chất lượng dịch vụ trong mạng hình lưới không dây dựa trên họ tiêu chuẩn IEEE 802.11. - Tham số định tuyến đề xuất có cấu trúc lai ghép nhằm khai thác điểm mạnh của phương pháp dự đoán trên cơ sở mô hình giải tích và tận dụng thủ tục cơ bản của giao thức định tuyến OLSR. - Mô hình giải tích đánh giá chất lượng liên kết cho mạng hình lưới không dây dựa trên chuẩn IEEE 802.11. - Trên cơ sở sử dụng công cụ toán học như lý thuyết xác suất và chuỗi Markov, một mô hình giải tích biểu diễn hoạt động của giao thức điều khiển truy nhập phương tiện trong tiêu chuẩn IEEE 802.11 DCF đã được xây dựng mới. - Mô hình hóa hoạt động giao thức IEEE 802.11 DCF bằng công cụ giải tích dựa trên chuỗi Markov và các lý thuyết xác suất;. - Bổ sung điều kiện thiếu hụt trong mô hình giải tích biểu diễn trạng thái hoạt động của nút trong điều kiện lưu lượng mạng bão hòa của các tác giả trước, xác định xác suất tranh chấp thắng qua một mệnh đề toán học đề xuất.. - 1.3 KỸ THUẬT ĐỊNH TUYẾN QOS 1.3.1 Kỹ thuật định tuyến. - Mục tiêu cơ bản của các phương pháp định tuyến nhằm sử dụng tối đa tài nguyên mạng, và tối thiểu hoá giá thành mạng. - Các vấn đề cơ bản của kỹ thuật định tuyến được tóm tắt theo ba khía cạnh: thủ tục trao đổi và cập nhật thông tin, thuật toán tính toán đường dẫn và tham số định tuyến.. - 1.3.2 Kỹ thuật định tuyến QoS. - Kỹ thuật định tuyến QoS được coi là bài toán có các quyết định tìm đường tối ưu thỏa mãn các điều kiện ràng buộc. - Thông qua bài toán chung đặt ra cho kỹ thuật định tuyến QoS, các phân tích chỉ ra là rất khó tìm ra một lời giải cho trường hợp nhiều điều kiện ràng buộc như WMN.. - Vì vậy, cách tiếp cận khả thi để giải bài toán định tuyến QoS là sử dụng tham số tổ hợp gồm các thành phần mang tính lõm với tính cộng hoặc tính nhân hoặc sử dụng lời giải kinh nghiệm (heuristic) để giảm thiểu độ phức tạp tính toán.. - 1.4.1 Hiệu năng và các tham số phản ánh. - Đó là cơ sở để xây dựng thành phần tham số định tuyến phản ánh nhiễu, cung cấp thông tin chất lượng liên kết tới lớp định tuyến nhằm cải thiện hiệu năng mạng.. - Các kết quả đều chỉ ra các tham số hiệu năng của giao thức OLSR- IARM đều tốt hơn so với OLSR trong tất cả các kịch bản. - Các kết quả mô phỏng đã khẳng định tính ưu việt của tham số định tuyến QoS đề xuất, đặc biệt trong các kịch bản nhiễu vừa và lớn.. - Trong chương này, nghiên cứu sinh đã trình bày đề xuất một tham số định tuyến QoS mới cho mạng hình lưới không dây. - Tham số định tuyến IARM được tích hợp vào giao thức định tuyến OLSR và được mô phỏng bằng công cụ NS-2 để đánh giá ưu điểm của tham số đề xuất. - Trong khi đó, mặc dù các tham số hiệu năng tương ứng của OLSR-IARM có sự suy giảm nhưng mức độ suy giảm chậm hơn so với mức độ suy giảm của các tham số trong OLSR. - CHƯƠNG 2: BÀI TOÁN MÔ HÌNH HÓA GIAO THỨC ĐIỀU KHIỂN TRUY NHẬP PHƯƠNG TIỆN TRONG ĐIỀU KIỆN. - Mô hình hóa các giao thức điều khiển truy nhập bằng mô hình giải tích là công cụ phổ biến của các nghiên cứu nhằm phân tích và đánh giá hiệu năng lớp liên kết dữ liệu. - 2.2 CÁC NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH HÓA GIAO THỨC ĐA TRUY NHẬP PHƯƠNG TIỆN. - IARM sẽ được khảo sát dưới các tham số hiệu năng mạng cụ thể như:. - Với mục tiêu đánh giá hiệu năng mạng với tham số định tuyến QoS đề xuất, 4 tham số cơ bản phản ánh hiệu năng mạng được khảo sát gồm:. - Hình 4.6: So sánh trễ trung bình gói tin giữa OLSR và OLSR-IARM Khi tốc độ gửi gói tin tăng từ 2 gói/s lên 20 gói/s, các kết quả trong các hình đều cho thấy các tham số hiệu năng của giao thức OLSR suy giảm mạnh do xuất hiện các yếu tố gây nhiễu lên các đường dẫn gói tin.. - Dựa trên bộ công cụ và mã nguồn mở sử dụng để cải thiện giao thức OLSR trong NS-2, các nội dung sửa đổi và tính toán phù hợp với tham số định tuyến IARM đề xuất được trình bày trong hình 4.3.. - Nhằm kiểm chứng tính đúng đắn của đề xuất, tham số định tuyến phản ánh nhiễu IARM sẽ được tích hợp trong giao thức định tuyến OLSR-IARM và so sánh với giao thức OLSR nguyên bản dưới các khía cạnh như trễ, thông lượng, tỷ lệ chuyển tiếp gói tin ứng dụng và tỷ lệ tổn thất gói. - NS-2 vẫn là công cụ mô phỏng phổ biến nhất cho các nghiên cứu lớp mạng do khả năng phản ánh tốt hoạt động của giao thức định tuyến.. - Với mục tiêu kiểm chứng tính đúng đắn của đề xuất, các kịch bản mô phỏng sẽ được thực hiện với các tham số đầu vào tiếp cận điều kiện thực tiễn. - Hai giao thức định tuyến OLSR và OLSR-. - Khai báo, định dạng tham số. - Gửi và nhận bản tin định tuyến (ii). - Cập nhật thông tin định tuyến. - Vì vậy, nghiên cứu sinh bổ sung xác suất tranh chấp thắng cho bài toán mô hình hóa nhằm tăng độ chính xác của mô hình giải tích. - (4.13) Tham số định tuyến IARM được xác định trên liên kết l qua công thức:. - Giá trị tham số điều hòa. - Giá trị tham số định tuyến của mỗi tuyến p trong mạng bằng tổng giá trị tham số định tuyến trên tất cả các liên kết của tuyến đó:. - Một tham số định tuyến hoạt động trong môi trường thực cần đảm bảo một số tiêu chí như trình bày trong mục 1.3. - Điều kiện tiên quyết để các thuật toán tính toán đường dẫn không rơi vào độ phức tạp hàm mũ là tham số định tuyến phải đảm bảo tính tuần tự [101]. - Mục này chứng minh tham số IARM đề xuất thỏa mãn tính tuần tự và không gây lặp vòng.. - 4.3.3 Tích hợp tham số IARM trong OLSR. - Nhằm kiểm chứng hiệu quả của tham số định tuyến đề xuất, nghiên cứu này lựa chọn giao thức định tuyến OLSR để cải thiện vì khả năng tái sử dụng một số tính năng có sẵn của giao thức này. - Mục này trình bày các sửa đổi cần thiết đối với OLSR để tương thích với tham số định. - 4.3 ĐỀ XUẤT THAM SỐ ĐỊNH TUYẾN IARM. - Các nội dung khảo sát về các tham số định tuyến cho thấy tác động nhiễu lên liên kết không chỉ phản ánh qua miền thời gian như các đề xuất của các tác giả trước mà còn cần phản ánh qua khía cạnh trạng thái.. - Nghiên cứu sinh đề xuất xây dựng tham số định tuyến phản ánh nhiễu IARM (Interference Aware Routing Metric) và các phân tích lý thuyết chứng minh tính đúng đắn của tham số đề xuất.. - 4.3.1 Tham số phản ánh nhiễu đề xuất IARM. - Tham số định tuyến đề xuất IARM phản ánh trực tiếp xác suất tổn thất gói tin thông qua thủ tục thăm dò khi tích hợp với giao thức định tuyến OLSR. - Trong chương 2 đã tóm tắt các mô hình hóa giao thức điều khiển truy nhập phương tiện điển hình của các tác giả trước. - CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG MÔ HÌNH GIẢI TÍCH ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG LIÊN KẾT. - Nội dung cốt lõi của chương trình bày về một đề xuất mô hình giải tích mới nhằm phản ánh chính xác hiệu năng liên kết không dây trong WMN dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.11 dưới tác động của nhiễu liên luồng và tranh chấp. - lưu lượng không bão hòa, kênh không lý tưởng được đưa vào mô hình nhằm tương thích với điều kiện môi trường thực tế và cho phép ước lượng tham số chất lượng liên kết.. - Vì vậy, chương này trình bày đề xuất về mô hình giải tích mới với các điều kiện tổng quát như: lưu lượng mạng không bão hòa và kênh không lý tưởng.. - 3.3 MÔ HÌNH GIẢI TÍCH IEEE 802.11 DCF 3.3.1 Các điều kiện biên giả thiết. - Nhằm xây dựng mô hình giải tích IEEE 802.11 DCF trong mạng WMN, một số giả thiết sẽ được đưa ra nhằm tương thích với điều kiện mạng không bão hòa và chất lượng kênh không lý tưởng nhằm phản ánh tác động của nhiễu tới chất lượng liên kết.. - 3.3.2 Biểu diễn trạng thái nút qua mô hình giải tích. - Hoạt động của các nút trong mạng IEEE 802.11 DCF không bão hòa được mô hình hóa bởi một chuỗi Markov chỉ ra trên hình 3.4.. - các ứng dụng, các kỹ thuật định tuyến trong WMN hiện nay không sử dụng định tuyến từng chặng mà thay vào đó là các kỹ thuật định tuyến dựa trên chất lượng liên kết [60]. - Nghiên cứu sinh đề xuất một tham số định tuyến QoS mới và chứng minh khả năng cải thiện hiệu năng mạng WMN thông qua các tham số cụ thể như: thông lượng, độ trễ trung bình của gói tin, tỷ lệ tổn thất gói tin và tỷ lệ tổn thất gói tin ứng dụng.. - 4.2 ĐỊNH TUYẾN TRONG WMN. - Mục này tóm tắt các đặc điểm chính của các giao thức định tuyến điển hình trong mạng WMN cùng với các tham số định tuyến được đề xuất gần đây nhằm phân tích các ưu nhược điểm và các vấn đề mở cần giải quyết.. - 4.2.1 Giao thức định tuyến. - Thuộc vào lớp mạng truyền thông đa bước không dây, phần lớn các giao thức định tuyến trong WMN được kế thừa từ giao thức định tuyến trong mạng tùy biến không dây (Ad-hoc). - Các giao thức định tuyến được phân thành: giao thức định tuyến theo yêu cầu, giao thức định tuyến theo bảng và giao thức định tuyến lai ghép. - 4.2.2 Tham số định tuyến. - Dưới góc độ ảnh hưởng của nhiễu tới chất lượng liên kết, các tham số định tuyến được đề xuất bởi các nghiên cứu gần đây có thể phân thành hai loại: phản ánh gián tiếp sự ảnh hưởng của nhiễu và phản ánh trực tiếp sự ảnh hưởng của nhiễu qua thành phần của tham số định tuyến.. - Mục này cũng chỉ ra các ưu nhược điểm của các tham số định tuyến đề xuất trước đây và chỉ ra cách tiếp cận riêng của nghiên cứu sinh.. - Trên cơ sở mô hình giải tích đề xuất, chất lượng liên kết sẽ được phản ánh thông qua một tham số định tuyến phục vụ cho mục tiêu nâng cao hiệu năng mạng trong chương tiếp theo.. - CHƯƠNG 4: ĐỀ XUẤT THAM SỐ ĐỊNH TUYẾN QOS CẢI THIỆN HIỆU NĂNG MẠNG HÌNH LƯỚI KHÔNG DÂY Tóm tắt: Sự phổ biến của các ứng dụng đa phương tiện hiện nay đã dẫn tới sự thay thế các kỹ thuật định tuyến truyền thống bằng các kỹ thuật định tuyến cung cấp QoS nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng cao của người sử dụng. - Vì vậy, nội dung chương này sẽ trình bày một tham số định tuyến QoS mới dựa trên mô hình giải tích trong chương trước nhằm cải thiện một số tham số hiệu năng cơ bản của mạng hình lưới không dây. - Các phân tích lý thuyết và kết quả mô phỏng số sẽ được trình bày chi tiết để góp phần khẳng định khả năng ứng dụng và mức cải thiện hiệu năng WMN của tham số định tuyến QoS đề xuất.. - Hình 3.4: Chuỗi Markov của mô hình nút 4 trạng thái. - 3.3.3 Biểu diễn trạng thái kênh qua mô hình giải tích. - Mô hình giải tích đề xuất được đánh giá và khảo sát thông qua công cụ mô phỏng MATLAB. - Từ phương trình (3.29) ta có thông lượng mạng WMN dựa trên IEEE 802.11b trong cơ chế đa bước là một hàm số phụ thuộc vào các tham số đầu vào như: số lượng nút là N , tỷ lệ miền cảm nhận và miền truyền dẫn là. - Với mục tiêu đánh giá chất lượng liên kết không dây trong WMN, nội dung của chương đã trình bày về một mô hình giải tích mới biểu diễn
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt