- TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ. - NGHIÊN CỨU CÁC THUẬT TOÁN LẬP LỊCH TỐI ƯU CHO UGS TRONG WIMAX. - LUẬN VĂN THẠC SỸ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN. - ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ. - Ngành: Công nghệ thông tin. - GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WIMAX VÀ ỨNG DỤNG. - 1.3 Đặc điểm WiMAX cố định và WiMAX di động. - 1.3.1 WiMAX cố định (Fixed WiMAX. - 10 1.3.2 WiMAX di động (Mobile WiMAX. - 1.4 Các ứng dụng của WiMAX. - 1.4.1 Ứng dụng WiMAX cho mạng truy nhập.. - 1.4.2 Ứng dụng WiMAX cho mạng đường trụcError! Bookmark not defined.. - 1.4.3 Ứng dụng WiMAX kết hợp Wi-Fi. - 1.5 So sánh công nghệ WiMAX và các công nghệ khác. - 2.3.2 Kết nối, định danh kết nối CID và luồng dịch vụ SF. - 2.4.2.2 Tiêu đề MAC PDU không có payload (PDU yêu cầu băng thông. - Quản lý chất lượng dịch vụ QoS. - CƠ CHẾ LẬP LỊCH HỖTRỢ QoS TRONG WiMAX. - 3.2 Hỗ trợ QoS trong chuẩn 802.16. - 3.3 Cơ chế yêu cầu và cấp phát băng thông. - 3.4 Các thông số hỗ trợ QoS. - 3.4.1 Băng thông. - 3.5.1 Dịch vụ cấp phát không yêu cầu (UGS. - 3.5.2 Dịch vụ thăm dò thời gian thực (rtPS. - 3.5.3 Dịch vụ thăm dò phi thời gian thực (nrtPS. - 3.5.4 Dịch vụ thăm dò thời gian thực mở rộng (ertPS. - 3.5.5 Dịch vụ nỗ lực tối đa (BE. - 3.6 Kiến trúc QoS trong giao thức MAC 802.16. - 3.7 Các thuật toán phổ biến cho lập lịch lớp MAC trong chuẩn 802.16. - 3.7.1 Thuật toán Round Robin (RR. - MỘT SỐ KỸ THUẬT LẬP LỊCH ĐỀ XUẤT CHO WIMAX. - Thuật toán lập lịch Round Robin. - 4.3.3 Bộ lập lịch UL/DL. - 4.6 Thuật toán DRR. - Với sự phát triển không ngừng của khoa học công nghệ, mạng thế hệ mới phát triển mang tính chất hội tụ, đáp ứng các nhu cầu thiết yếu và đòi hỏi của xã hội về tốc độ truyền tin, độ chính xác và sự đa dạng hoá các loại hình dịch vụ. - Trong đó, truyền thông băng thông rộng đang ngày càng trở thành nhu cầu thiết yếu mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng. - Để đáp ứng các yêu cầu đó, nhiều công nghệ mới đã được nghiên cứu và ra đời như 3G, Wi-Fi, LTE, WiMAX. - Công nghệ đang được chú trọng và được các nhà phát triển mạng quan tâm đó là công nghệ WiMAX.. - Công nghệ WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) là công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng cho một vùng rộng dựa trên chuẩn IEEE 802.16 sử dụng băng tần thấp hơn 66 GHz bao gồm các phiên bản LOS và NLOS. - Mạng truy cập không dây băng thông rộng dựa trên công nghệ WiMAX cung cấp các dịch vụ đa phương tiện trên nền IP như VoIP, điện thoại di động, truyền dữ liệu tốc độ cao, truyền hình theo yêu cầu. - WiMAX có ưu thế vượt trội so với các công nghệ cung cấp dịch vụ băng thông rộng hiện nay về tốc độ truyền dữ liệu, phạm vi phủ sóng và giá cả thấp do cung cấp các dịch vụ trên nền IP.. - Để đảm bảo chất lượng truyền dẫn thông tin với các lưu lượng khác nhau, các nhà cung cấp thiết bị cần điều chỉnh các thông số theo chuẩn IEEE 802.16 cho các ứng dụng multimedia có băng thông rộng, như là VoIP, Video, luồng âm thanh và cũng như các ứng dụng tốc độ dữ liệu thấp như là lướt Web, truyền file.. - Trong một số ứng dụng truyền thông thời gian thực như VoIP, thông lượng và độ trễ tín hiệu là rất được quan tâm. - Độ trễ đối với các ứng dụng tương tác thời gian thực như VoIP là <. - Và với các kết nối (conection) với BS, kết nối nào có kích thước gói tin lớn, thường chiếm dụng băng thông lớn hơn, không công bằng cho các kết nối khác. - Để giải quyết các vấn đề này, học viên nghiên cứu các thuật toán lập lịch trong WiMAX. - nhằm cải thiện chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng thoại như VoIP, Từ đó cải tiến một thuật toán lập lịch cụ thể, áp dụng cải tiến này để xây dựng những hệ thống hỗ trợ VoIP, mạng phục vụ chăm sóc khách hàng trong hệ thống WiMAX. - Vì lẽ đó, luận văn tập trung vào đề tài “Nghiên cứu các thuật toán lập lịch tối ưu cho UGS trong WiMAX”.. - Chương này học viên trình bày tổng quan công nghệ WiMAX, các phiên bản hỗ trợ trong WiMAX, các đặc điểm của WiMAX cố định và WiMAX di động, các ứng dụng của WiMAX và so sánh WiMAX với các công nghệ khác.. - Chương này, học viên phân tích chi tiết các thông số hỗ trợ QoS cho WiMAX như băng thông, độ trễ, jitter, thông lượng. - Sự phân lớp dịch vụ hỗ trợ trong WiMAX và các thuật toán lập lịch trong WiMAX.. - MỘT SỐ KỸ THUẬT LẬP LỊCH ĐỀ XUẤT CHO WIMAX Trong chương IV này học viên đi nghiên cứu chi tiết hơn về thuật toán RR và thuật toán DRR, mô phỏng thuật toán RR từ đó đánh giá ưu nhược điểm thuật toán RR, đề xuất hướng cải tiến.. - GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WIMAX VÀ ỨNG DỤNG 1.1 Tổng quan. - Sự gia tăng nhanh chóng trong nhu cầu đối với mạng không dây băng thông rộng tốc độ cao đã thúc đẩy sự phát triển của công nghệ mới trong những năm gần đây.. - WiMAX là từ viết tắt của Worldwide Interoperability for Microwave Access - Công nghệ truy cập vô tuyến băng rộng, là một trong những công nghệ này. - WiMAX dựa trên chuẩn IEEE 802.16, cung cấp giải pháp không dây linh hoạt cố định và di dộng và một loạt các ứng dụng khác nhau, các hỗ trợ bao gồm cả chức năng đa phương tiện, với các tham số chất lượng dịch vụ QoS khác nhau.. - Hình 1.1: Miền phủ sóng của các công nghệ mạng không dây hiện nay. - Diễn đàn WiMAX đã mô tả WiMAX là một công nghệ dựa trên các chuẩn cho phép việc cung cấp các dặm cuối truy cập băng rộng không dây như là một cách thay thế cho cáp và đường dây thuê bao DSL [1].. - Các kiến trúc cơ bản IEEE 802.16 bao gồm một trạm gốc BS và một hoặc nhiều hơn trạm thuê bao SS. - Lớp vật lý IEEE 802.16, tốc độ của dữ liệu phụ thuộc vào băng thông và kỹ thuật điều chế, việc sử dụng OFDM cho các kết nối tốc độ cao cho cả trạm cố định và di động. - Các giao thức lớp MAC định nghĩa cả song công phân chia tần số FDD và song công phân chia theo thời gian TDD cho các kết nối của nó. - Các kênh UL là chung cho tất cả các nút và các khe thời gian thông qua phương pháp TDD trên cơ sở nhu cầu đối với dữ liệu đa phương tiện.. - Kiến trúc mạng IEEE 802.16 kết nối điểm đa điểm (PMP)[6]. - Nhóm IEEE 802.16 đã ban hành các tiêu chuẩn trong dải 10-66 GHz cho truyền thông tầm nhìn thẳng LOS và dải 2-11 GHz cho truyền thông không có tầm nhìn thẳng NLOS [3].. - Hình 1.4: WiMAX làm việc như thế nào [4].. - Chuẩn IEEE 802.16 hỗ trợ QoS, nó hỗ trợ bốn loại luồng dịch vụ thời gian thực và phi thời gian thực tại tầng MAC với các yêu cầu QoS khác nhau:. - Dịch vụ cấp phát tự nguyện (UGS): UGS thiết kế hỗ trợ luồng dịch vụ thời gian thực, dịch vụ này hỗ trợ tốc độ BIT không đổi (CBR), như ứng dụng Voice IP, các ứng dụng này yêu cầu phân bổ băng thông không đổi.. - Dịch vụ thăm dò thời gian thực (rtPS): Các ứng dụng này có các yêu cầu băng thông cụ thể cũng như độ trễ lớn nhất, như ứng dụng MPEG video. - Dịch vụ này hỗ trợ cho các ứng dụng có tốc độ BIT thay đổi định kỳ theo thời gian.. - Dịch vụ thăm dò phi thời gian thực (nrtPS): Dịch vụ này cho các luồng không phải thời gian thực, nó đòi hỏi tốt hơn dịch vụ Best Effort ví dụ truyền tập tin băng thông cao. - Các ứng dụng này không cần thời gian thực và đòi hỏi cấp phát băng thông tối thiểu như FTP, HTTP (trình duyệt Web).. - Các phiên bản mới nhất của IEEE trước đây được gọi là sửa đổi D, hay 802.16d), đã được phê chuẩn vào tháng năm là một tiêu chuẩn phạm vi rộng, bao gồm các phiên bản trước c vào năm 2002, và 802.16a vào năm 2003) và bao gồm cả LOS và NLOS ứng dụng trong các tần số 2-66 GHz. - Những thay đổi được đưa vào đã được tập trung vào các ứng dụng cố định và lưu trú trong các tần số 2-11 GHz. - Hai kỹ thuật điều chế đa sóng mang được hỗ trợ trong OFDM với 256 sóng mang và OFDMA với 2048 sóng mang [5].. - Bảng 1.1 sẽ mô tả tóm tắt các đặc trưng chuẩn 802.16:. - 802.16. - 802.16a/ 802.16REVd 802.16a: tháng 1 năm REVd: năm 2004. - 802.16e Năm 2005 Phổ tần số 10 đến 66 Ghz <11Ghz <6Ghz Điều kiện Line-of-Sight. - Tương tự 802.16a. - 120km/h Băng thông. - Bảng 1.1 Bảng tóm tắt chuẩn 802.16 [4]. - 1.3 Đặc điểm WiMAX cố định và WiMAX di động 1.3.1 WiMAX cố định (Fixed WiMAX):. - Là công nghệ mạng thích hợp cho những thiết bị truy cập mạng cố định tại chỗ, hoặc có thể di chuyển từ nơi này qua nơi khác nhưng với tốc độ chậm.. - Công nghệ này được định nghĩa qua chuẩn IEEE và dựa trên ETSI HiperMAN, Nó sử dụng OFDM và hỗ trợ truy cập cố định và di chuyển trong môi trường LOS và NLOS. - Công nghệ OFDM – Là kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao, là một hình thức cải tiến của công nghệ TDM, nơi các tần số được ghép trực giao với nhau và phổ của tín hiệu này được chồng lấn lên nhau.. - Sự chồng lấn phổ tín hiệu, làm cho công nghệ OFDM có hiệu suất sử dụng phổ lớn hơn nhiều so với các kỹ thuật trước đây. - Ưu điểm chính của công nghệ này là làm. - Sharif, “WiMAX security and quality of service an end to end perspective”, A John Wiley and Sons, Ltd., Publication, 2010.. - [2] Ayman Khalil and Adlen Ksentini, “Classification of the Uplink Scheduling Algorithms in IEEE 802.16”. - [3] Vandana Singh Vinod Sharma, “Efficient and Fair Scheduling of Uplink and Downlink in IEEE 802.16 OFDMA Networks”. - [4] Sanida Omerovic, “WiMax Overview”, Faculty of Electrical Engineering, University of Ljubljana, Slovenia. - [5] Prepared by Senza Fili Consulting on behalf of the WIMAX Forum, “Fixed, nomadic, portable and mobile applications for and 802.16e WiMAX networks”, 2005. - Kotsopoulos, “A Heuristic Strategy for IEEE 802.16 WiMAX scheduler for Quality of Service”. - [9] Senza Fili (2005), Fixed, nomadic, portable and mobile applications for and 802.16e WiMAX networks, WIMAX Forum.. - Velez, “WiMAX Networks Techno-Economic Vision and Challenges”, 2010.. - [13] Professor Thong Nguyen, “802.16 MAC Layer Scheduling and its Effect on TCP performance”, University of Technology Sydney (UTS) AUSTRALIA.. - [15] Ehsan Asadzadeh Aghdaee, “Quality of Service Support in IEEE 802.16 Broadband Wireless Access Networks”, Department of Electrical &. - [21] AWG, WIMAX Forum, In Collaboration with NIST, WiMAX Forum System Level Simulator NS-2 MAC+PHY Add-On for WiMAX (IEEE 802.16), March 2009.. - Vaidhyanathan, “Analysis, Modification, and Implementation(AMI) of Scheduling Algorithm for the IEEE 802.116e (Mobile WiMAX. - 802.16-2004