Việc sử dụng công nghệ WiMAX đem lại nhiều lợi ích, nhất là ở khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa và những nơi dân cư đông đúc khó triển khai hạ tầng cơ sở mạng dây dẫn băng rộng....Vì
Giới thiệu 18
Đặt vấn đề
Công nghệ VoIP đã được áp dụng rộng rãi và mang lại lợi nhuận lớn, nhờ vào việc tận dụng cơ sở hạ tầng Internet hiện có với chi phí hiệu quả Tuy nhiên, chất lượng kết nối Internet thấp có thể là một điểm yếu, ảnh hưởng đến chất lượng thoại do các yếu tố như mất gói, trễ gói, sự biến động về thời gian (jitter), hiệu ứng dội lại (echo) và nhiễu.
Các tham số QoS ảnh hưởng đến sự hài lòng của người nghe về chất lượng thoại, được đo bằng điểm số từ các cuộc thử nghiệm chủ quan Tuy nhiên, trong thực tế, các phương pháp khách quan thường được ưa chuộng hơn do tính dễ thực hiện Những phương pháp này đánh giá chất lượng thoại thông qua xử lý tín hiệu mà không cần sự tham gia của người nghe Phương pháp PESQ là một trong những phương pháp khách quan chủ yếu được sử dụng để đánh giá chất lượng thoại.
Theo tiêu chuẩn IEEE 802.16e, cơ chế chuyển vùng trong WiMAX cho phép trạm di động (MS) di chuyển từ vùng phủ sóng của một trạm gốc (BS) này sang vùng phủ sóng của một trạm gốc (BS) khác.
Chuyển vùng là yếu tố thiết yếu trong các hệ thống không dây di động, giúp duy trì kết nối liên tục khi thuê bao di chuyển giữa các tế bào Tuy nhiên, quá trình này cũng dẫn đến việc gia tăng trao đổi bản tin quản lý trong lớp MAC, làm giảm lưu lượng của thuê bao và kéo dài thời gian vận chuyển gói tin đến người dùng đích.
Nhiều mô hình đã được đề xuất để giảm thiểu thời gian trễ trong quá trình chuyển vùng Luận văn này áp dụng mô hình nhằm rút ngắn thời gian đăng nhập lại mạng, kết hợp với chiến lược gán CID vận chuyển để tránh xung đột CID tại BS đích trong quá trình chuyển vùng.
Tổng quan tình hình nghiên cứu
Chuẩn IEEE 802.16e định nghĩa ba kiểu chuyển vùng: chuyển vùng cứng (HHO), chuyển vùng phân tập vĩ mô (MDHO) và chuyển trạm gốc nhanh (FBSS)
Trong quá trình chuyển vùng, MS trải qua một khoảng thời gian từ khi mất kết nối với mạng cho đến khi thiết lập kết nối mới với BS đích Khoảng thời gian này được gọi là gián đoạn chuyển vùng, hay thời gian trễ trong quá trình chuyển vùng, và cần được giảm thiểu để nâng cao chất lượng dịch vụ (QoS).
[2] Gián đoạn chuyển vùng xảy ra khi sử dụng mô hình chuyển vùng cứng,
MS giao tiếp với một BS nhưng có thể kết nối với nhiều BS đồng thời, gọi là chuyển vùng mềm Danh sách các BS tham gia được gọi là tập phân tập, và kích thước của tập này cần được tối ưu để đảm bảo hiệu suất mạng và chất lượng tín hiệu Để giảm thời gian gián đoạn trong chuyển vùng cứng và tối ưu kích thước tập phân tập trong chuyển vùng mềm, việc dự đoán quá trình chuyển vùng là cần thiết Dự đoán chính xác có thể giảm số lượng chuyển vùng không cần thiết, thường xảy ra do hiệu ứng ping-pong khi MS di chuyển giữa hai BS lân cận.
Cơ chế chuyển vùng dựa trên logic mờ, như được trình bày trong [12], cho phép chuyển đổi hiệu quả hơn giữa các BS, từ đó cung cấp QoS và thời gian đáp ứng tốt hơn Đánh giá thời gian chuyển vùng trong [13] cho thấy thời gian trễ có thể đạt khoảng 60ms khi áp dụng sắp xếp nhanh kết hợp với đăng ký trước Ba thuật toán được đề xuất trong [16] nhằm giảm thời gian chuyển vùng và số lượng xử lý quét Việc giảm thời gian gián đoạn có thể đạt được thông qua dự đoán BS đích, với thời gian gián đoạn tối thiểu khoảng 175ms Thủ tục đánh dấu gói cuối cùng (LPM) được đề xuất trong [17] nhằm giảm thời gian gián đoạn, tuy nhiên, LPM không hoàn toàn phù hợp với các chuẩn IEEE 802.16 Cuối cùng, [7] giới thiệu ba mô hình chuyển vùng, trong đó mô hình hiệu quả nhất giảm thời gian đặt trước hướng lên, cho phép thời gian gián đoạn giảm xuống còn 34ms.
Việc chỉnh sửa quá trình chuyển vùng cứng cho phép nhận dữ liệu hướng xuống ngay sau khi đồng bộ với kênh hướng xuống của BS đích Để giảm thời gian gián đoạn, một bản tin quản lý MAC mới mang tên Fast DL_MAP_IE đã được giới thiệu, cho phép truyền các gói ưu tiên cao từ BS đích tới MS Điều này cho phép gửi các gói hướng xuống trước khi MS hoàn tất đồng bộ với BS đích và cập nhật CID, mà CID này được gán bởi BS phục vụ và có thể gây ra xung đột trong tế bào của BS đích.
Nội dung nghiên cứu
Khảo sát các vấn đề trong mô hình chuyển vùng của mạng WiMAX di động (IEEE 802.16e)
Tập trung vào mô hình thời gian của quá trình chuyển vùng
Lựa chọn mô hình chuyển vùng đã chỉnh sửa nhằm giảm thời gian gián đoạn trong quá trình chuyển vùng
Giới thiệu mô hình gán CID vận chuyển để tránh xung đột bên BS đích nhằm tăng hiệu suất với mô hình đã lựa chọn
Giới thiệu thêm bản tin quản lý trong lớp MAC dành cho các ứng dụng thời gian thực cần sự an toàn trong giao tiếp
Áp dụng phương pháp PESQ để đánh giá chất lượng thoại qua mô hình lựa chọn so với mô hình chuẩn
Trình bày các kết quả đánh giá
Cấu trúc luận văn Chương 2 Công nghệ WiMAX 23
Trong phần này tổng quan về cấu trúc luận văn và trình bày tóm tắt các điểm chính của mỗi chương
Chương 1 Giới thiệu, trình bày các vấn đề liên quan đến nghiên cứu về WiMAX, tổng quan tình hình nghiên cứu và cấu trúc của luận văn
Chương 2 Trình bày tổng quan về công nghệ WiMAX, so sánh các đặc tính cơ bản với các chuẩn trong IEEE 802.16 và với các công nghệ truy cập khác Hơn nữa cũng giới thiệu về hệ thống các phiên bản của WiMAX bao gồm mô hình mạng tham khảo và các khối chức năng cơ bản Chương 3 Giới thiệu về quá trình chuyển vùng trong WiMAX, các mô hình chuyển vùng được hỗ trợ trong WiMAX Phân tích về quá trình khởi tạo chuyển vùng cũng như quá trình chọn lại tế bào Sau đó trình bày về vấn đề an toàn trong quá trình chuyển vùng
Chương 4 Lựa chọn mô hình chuyển vùng để giảm thiểu thời gian trễ trong quá trình chuyển vùng với hai mô hình chuyển vùng nhanh có sự an toàn hay không an toàn tùy thuộc vào ứng dụng Đánh giá thời gian trễ của mô hình chuyển vùng lựa chọn với mô hình chuyển vùng trong IEEE 802.16e Chương 5 M ô tả phương pháp đánh giá chất lượng thoại PESQ để đánh giá chất lượng thoại
Chương 6 Đưa ra kết luận về mô hình lựa chọn và chất lượng thoại đã đánh giá qua phương pháp PESQ Cuối cùng đưa ra hướng nghiên cứu về lĩnh vực chuyển vùng
Tổng quan về WiMAX
WiMAX là một hệ thống truyền thông không dây dành cho mạng khu vực đô thị (WMAN), cung cấp khả năng truy cập băng rộng không dây lên tới 50 km cho thuê bao cố định và 5-15 km cho thuê bao di động So với mạng không dây cục bộ WiFi/802.11, WiMAX vượt trội hơn với phạm vi hoạt động lớn hơn, trong khi WiFi chỉ giới hạn trong khoảng 30-100 m.
WiMAX là công nghệ mạng không dây tương tự như WiFi, nhưng sử dụng băng thông hiệu quả hơn Nó giúp giảm thiểu hiện tượng giao thoa và cho phép truyền dữ liệu với tốc độ nhanh hơn ở khoảng cách xa.
IEEE 802.16 được thành lập vào năm 1998 nhằm phát triển chuẩn giao tiếp cho băng rộng không dây, tập trung vào hệ thống không dây băng rộng điểm tới đa điểm dựa trên mô hình LOS ở băng tần 10 GHz – 66 GHz Đến tháng 12 năm 2001, chuẩn 802.16 đã hoàn thiện với lớp vật lý (PHY) sử dụng kỹ thuật sóng mang đơn và ghép kênh phân chia thời gian (TDM) trong lớp MAC.
Nhóm IEEE 802.16 đã phát triển tiêu chuẩn 802.16 sửa đổi, bao gồm các ứng dụng NLOS trong băng tần 2 GHz – 11 GHz sử dụng kỹ thuật ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) trong lớp vật lý Kỹ thuật đa truy cập phân chia tần số trực giao (OFDMA) cũng được tích hợp vào lớp MAC Những sửa đổi này dẫn đến việc phát hành tiêu chuẩn mới vào năm 2004, gọi là IEEE 802.16-2004, thay thế tất cả các phiên bản trước và tạo nền tảng cho giải pháp WiMAX đầu tiên, áp dụng cho các ứng dụng cố định Đến tháng 12 năm 2005, nhóm IEEE đã hoàn thành tiêu chuẩn IEEE 802.16e-2005, hỗ trợ tính di động.
Năm 2005 đánh dấu sự hình thành nền tảng cho WiMAX trong các ứng dụng di động Các chuẩn WiMAX cung cấp nhiều lựa chọn khác nhau trong thiết kế, bao gồm các lớp vật lý như WirelessMAN-SCa, WirelessMAN-OFDM và WirelessMAN-OFDMA Bên cạnh đó, còn có nhiều tùy chọn cho kiến trúc MAC, phương thức truyền dữ liệu và tần số hoạt động Những chuẩn này được phát triển để phù hợp với các ứng dụng và kịch bản triển khai khác nhau, mang lại nhiều lựa chọn cho các nhà phát triển hệ thống Thực tế, IEEE 802.16 có thể được coi là một tập hợp các chuẩn.
Hình 2.1 Công nghệ WiMAX và lộ trình phát triển [9]
Hệ thống WiMAX di động phiên bản 1.0, dựa trên chuẩn 802.16e-2005, được hoàn thành vào cuối năm 2006 và bắt đầu chứng nhận sản phẩm từ năm 2007 Phiên bản này bao gồm tất cả các đặc tính bắt buộc của 802.16e-2005, cùng với yêu cầu về tính di động và hỗ trợ QoS Hệ thống sử dụng kỹ thuật OFDMA, MIMO cho cả hướng lên và xuống, cũng như tính năng hướng búp sóng (BF) Phiên bản 1.0 chỉ hoạt động trên chế độ song công phân chia thời gian (TDD) với băng thông 5MHz và 10MHz ở các băng tần như 2.3 GHz, 2.5 GHz và 3.5GHz.
Hiệp hội WiMAX đã phát triển một phiên bản mới của chuẩn 802.16 nhằm nâng cao dịch vụ và tạo ra cơ hội cạnh tranh hơn trong thị trường mới, đáp ứng yêu cầu của nhà quản lý mạng trước sự phát triển của các hệ thống 3G.
Hệ thống phiên bản 1.5 của WiMAX di động sử dụng kỹ thuật song công phân chia tần số (FDD) và cải tiến hiệu quả một phần lớp MAC để nâng cao khả năng cạnh tranh công nghệ Tất cả các yêu cầu sửa đổi và cải tiến nhỏ trong phiên bản 1.5 được tổng hợp trong IEEE 802.16 REV2, kết hợp giữa chuẩn IEEE 802.16-2004 và các sửa đổi từ IEEE 802.16e/f/g.
Bảng 2.1 Các chuẩn IEEE 802.16, IEEE 802.16-2004 và IEEE
Tốc độ dữ liệu tối đa
(28 MHz channel) lên tới 70 Mbps
(20 MHz channel) lên tới 15 Mbps
Hướng nhìn LOS LOS và NLOS LOS và NLOS
Tầm bao phủ xấp xỉ 2-5 km xấp xỉ 5-10 km
(tối đ 50 km) xấp xỉ 2-5 km
28 MHz linh hoạt, từ 1.25 lên tới 20 MHz bằng 802.16-2004 Điều chế 2-PAM, 4-QAM,
OFDM với 256 sóng mang 2-PAM,
OFDMA với 2048 sóng mang 2-PAM,
Tính di động Cố định Cố định và đi bộ Xe cộ (20-100 km/h)
Sau phiên bản 1.5, WiMAX 2.0 là phiên bản tiếp theo của hệ thống di động, dựa trên chuẩn IEEE 802.16 do nhóm kỹ thuật 16m phát triển Mục tiêu của WiMAX 2.0 là nâng cao hiệu suất phổ, giảm độ trễ và tăng khả năng mở rộng trong môi trường băng thông rộng đầy thách thức Các đặc tính chính của chuẩn IEEE 802.16, bao gồm 802.16-2004 và 802.16e-2005, được tóm tắt trong bảng 2.1.
Kiến trúc mạng WiMAX được phát triển nhằm đáp ứng các yêu cầu hiện tại, đồng thời tối ưu hóa việc sử dụng các chuẩn mở và giao thức IETF trong kiến trúc IP Thiết kế này hỗ trợ quản lý cho các ứng dụng truy cập cố định và di động, đồng thời đảm bảo tính kết nối và cung cấp các dịch vụ ứng dụng cho phép truy cập chia sẻ và đa truy cập cơ sở hạ tầng.
Hình 2.2 Mô hình tham chiếu mạng WiMAX [9]
Kiến trúc mạng WiMAX cơ sở được coi là mô hình tham chiếu mạng (NRM) với các thực thể chức năng và thông số kỹ thuật đã được xác định Sự khác biệt giữa các NRM WiMAX nằm ở phần truy cập mạng (NAP) và phần dịch vụ mạng (NSP) Phần truy cập mạng cung cấp hạ tầng truy cập vô tuyến, trong khi phần dịch vụ mạng đảm bảo kết nối IP và các dịch vụ WiMAX cho thuê bao theo thỏa thuận cung cấp dịch vụ (SLA) với một hoặc nhiều NAP Kiến trúc này cho phép một NSP có thể kết nối với nhiều NAP, bất kể vị trí địa lý.
Mô hình tham chiếu WiMAX bao gồm các thành phần chính như các MS, mạng dịch vụ truy cập (ASN), mạng dịch vụ kết nối (CSN) và các giao diện được thể hiện qua các điểm tham chiếu R1-R8 Mỗi thành phần MS, ASN và CSN đại diện cho một nhóm chức năng cụ thể trong hệ thống.
Đầu cuối di động (MS) là thiết bị người dùng cho phép kết nối không dây giữa một hoặc nhiều host và mạng WiMAX Trong ngữ cảnh này, MS đại diện cho cả thiết bị đầu cuối di động và cố định.
Mạng dịch vụ truy cập (ASN) cung cấp các chức năng mạng hoàn chỉnh cho khả năng truy cập vô tuyến tới thiết bị di động (MS), bao gồm kết nối lớp 2 theo chuẩn IEEE802.16 và hệ thống WiMAX ASN chịu trách nhiệm chuyển các bản tin chứng thực, ủy quyền và tài khoản (AAA) đến nhà cung cấp dịch vụ mạng (H-NSP), từ đó NSP sẽ phân tích và thiết lập kết nối lớp 3 với MS, bao gồm việc gán địa chỉ IP và quản lý tài nguyên vô tuyến.
Mạng dịch vụ kết nối (CSN) là tập hợp các chức năng mạng cung cấp dịch vụ kết nối IP cho thuê bao WiMAX, bao gồm các thành phần như bộ định tuyến, máy chủ/proxy AAA, đại lý (home agent), cơ sở dữ liệu thuê bao, cùng với các cổng và máy chủ mạng hỗ trợ dịch vụ đa hướng, quảng bá và dịch vụ dựa trên vị trí Các chức năng chính của CSN rất đa dạng và quan trọng trong việc đảm bảo kết nối hiệu quả.
- Quản lý địa chỉ IP
- Máy chủ hay proxy AAA
- Chính sách QoS và kiểm soát truy cập dựa trên hồ sơ đăng ký thuê bao
- Hỗ trợ đường hầm ASN-CSN
- Tính cước thuê bao và thỏa thuận liên điều hành
- Đường hầm giữa các CSN cho việc chuyển vùng (roaming)
- Tính di động của các ASN đối với CSN neo
Mối liên hệ với các công nghệ không dây khác
Truy cập không dây vào các mạng dữ liệu đang phát triển nhanh chóng, đặc biệt trong hệ thống thông tin di động Sự tiến bộ của công nghệ điện thoại di động, mạng WLAN và nhu cầu sử dụng Internet ngày càng tăng đã tạo ra nhu cầu cho các giải pháp mới nhằm đáp ứng mạng không dây có dung lượng cao WiMAX được xem là ứng cử viên cho thế hệ thứ 4 (4G) của các hệ thống di động, hội tụ các lĩnh vực điện thoại di động và truy cập Internet, đồng thời có tiềm năng trong các ứng dụng đa phương tiện.
Hình 2.3 Sự hội tụ trong truyền thông không dây [14]
Các ứng dụng WLAN và điện thoại di động đang ngày càng phổ biến để đáp ứng nhu cầu truy cập không dây Tuy nhiên, việc đạt được băng thông di động hoàn chỉnh gặp nhiều khó khăn do các yếu tố như băng thông, khu vực bao phủ và chi phí hạ tầng WiFi cung cấp tốc độ dữ liệu cao nhưng chỉ trong khoảng cách ngắn và với sự di chuyển chậm, trong khi UMTS có khoảng cách lớn hơn và tính di động nhưng lại có tốc độ dữ liệu thấp hơn và yêu cầu đầu tư cao WiMAX được thiết kế để cân bằng giữa WiFi và UMTS, xóa bỏ khoảng cách giữa hai công nghệ này với tính di động, diện tích phục vụ và tốc độ dữ liệu cao.
Bảng 2.2 So sánh giữa WiFi, WiMAX và UMTS [14]
Chuẩn IEEE 802.11 IEEE 802.16 IMT2000 Độ rộng
Tần số hoạt Động 2.4/5 GHz 2-11 GHz 10-66 GHz ~2 GHz
Tốc độ dữ liệu 2/54 Mbps 70 Mbps 240 Mbps 1/14 Mbps
Khoảng cách 100m 1-7 km 12-15 km 50 km
Ghép kênh TDM FDM/TDM FDM/TDM FDM
Kỹ thuật truyền SS/OFDM OFDM/OFDMA SC WCDMA
Di động Đi bộ Xe cộ (802.16e) Không Xe cộ
Vì thế WiMAX sẽ bổ sung cho WiFi và UMTS trong một vài kịch bản có thể các hệ thống này không thể triển khai
Bảng 2.2 Cho một cái nhìn tổng quan so sánh các hệ thống đã đề cập, WiMAX và hai đối thủ cạnh tranh gần nhất, WiFi và UMTS.
Tóm tắt Chương 3 Quản lý chuyển vùng trong WiMAX 34
WiMAX, dựa trên tiêu chuẩn IEEE 802.16, cung cấp dịch vụ băng thông rộng không dây mọi lúc, mọi nơi, với khả năng phục vụ cả mô hình sử dụng cố định và di động Chuẩn IEEE 802.16 cho phép kết nối giữa trạm thuê bao và trạm gốc trong bán kính từ ba đến mười cây số Để đảm bảo tính tương thích, tất cả các trạm gốc và trạm thuê bao phải trải qua quy trình kiểm tra nghiêm ngặt và được chứng nhận bởi hiệp hội WiMAX Thế hệ tiếp theo của WiMAX hứa hẹn mang đến các giải pháp triển khai linh hoạt như đa chặng, femtocell, hỗ trợ đa sóng mang, và tối ưu hóa với các công nghệ truy cập khác như WiFi, Bluetooth và hệ thống 3G.
QUẢN LÝ CHUYỂN VÙNG TRONG WIMAX
3.1 Quản lý di động trong các mạng không dây
3.1.1 Chuyển vùng và chuyển vùng liên mạng
3.1.1.1 Tổng quan về chuyển vùng
Sự phát triển nhanh chóng của các ứng dụng và dịch vụ Internet với chi phí thấp đã tạo ra khả năng truy cập liên tục và mở Thiết bị di động kết nối với Internet thông qua các mạng không dây chuyển mạch gói, được chia thành hai phần: phần truy cập và phần lõi Để truy cập dịch vụ Internet, thiết bị di động (MN) cần kết nối với điểm kết nối lớp liên kết (PoA) và có thể thay đổi PoA trong quá trình hoạt động, một quá trình được gọi là chuyển vùng Chuyển vùng có thể xảy ra khi MN rời khỏi vùng phủ sóng của PoA hiện tại hoặc khi chuyển sang PoA mới với tốc độ dữ liệu cao hơn và chi phí thấp hơn Cơ chế di động sẽ cập nhật trạng thái mạng và định hướng lại các gói dữ liệu trong quá trình chuyển vùng Nếu MN chuyển sang PoA mới trong cùng một mạng, cơ chế di động lớp liên kết sẽ được thực thi; ngược lại, nếu chuyển giữa các mạng khác nhau, cơ chế di động lớp mạng sẽ được áp dụng Chuyển vùng có thể được phân loại thành chuyển vùng ngang hoặc dọc, tùy thuộc vào việc PoA mới có thuộc cùng lớp vật lý với PoA cũ hay không Chuyển vùng cũng có thể được thực hiện theo nhiều cách khác nhau như cứng, mềm, mịn hoặc liền mạch, tùy thuộc vào giải pháp di động được áp dụng.
MN chỉ nhận gói dữ liệu từ một PoA trong quá trình chuyển vùng liên kết, dẫn đến việc ngắt kết nối đầu tiên và thiết lập kết nối mới Ngược lại, chuyển vùng mềm cho phép MN nhận gói dữ liệu từ nhiều PoA cùng lúc, với việc thiết lập liên kết mới trước khi ngắt kết nối liên kết cũ, giúp giảm thiểu mất gói Chuyển vùng mịn diễn ra liên tục mà không ảnh hưởng đến ứng dụng, trong khi chuyển vùng liền mạch là quá trình chuyển vùng không bị gián đoạn Chuyển vùng được kích hoạt bởi sự kiện nhất định tại thiết bị di động hoặc trong mạng, với chuyển vùng khởi tạo từ thiết bị và chuyển vùng khởi tạo trong mạng Khi có nhiều PoA, việc chọn PoA mới có thể do MN hoặc mạng quyết định Chuyển vùng do MN điều khiển khi quyết định dựa trên thông tin từ mạng, trong khi chuyển vùng do mạng điều khiển khi dựa trên thông tin từ MN như chất lượng tín hiệu của các PoA lân cận.
3.1.1.2 Tổng quan về chuyển vùng liên mạng
Chuyển vùng liên mạng (roaming) là một cơ chế cho phép mở rộng khả năng kết nối dịch vụ khi di chuyển đến vị trí không được phủ sóng bởi mạng nhà (HN) nhưng có mạng khách (VN) VN sẽ yêu cầu HN xác thực và ủy quyền cho thiết bị di động (MN) để quyết định việc truy cập dịch vụ Quá trình này cho phép MN chuyển đổi giữa các mạng, ví dụ như từ mạng GSM sang NIC WLAN, mà không bị gián đoạn Các nhà cung cấp dịch vụ cần đàm phán thỏa thuận chuyển vùng để xác định các khía cạnh pháp lý và tính cước Thông thường, quá trình chuyển vùng liên mạng bao gồm ba bước, bắt đầu với việc VN nhận diện MN như một thiết bị không rõ nguồn gốc và không được đăng ký, sau đó cố gắng xác định HN của MN.
MN sẽ không thể truy cập các dịch vụ của VN, trừ khi có thỏa thuận chuyển vùng liên mạng Trong trường hợp này, VN sẽ yêu cầu thông tin dịch vụ của MN để xem xét khả năng chuyển đổi VN sẽ duy trì hồ sơ thuê bao thiết bị trong khi HN cập nhật thông tin liên quan đến MN, đảm bảo thông tin được định hướng chính xác Hồ sơ này bao gồm chi tiết về các cuộc gọi, vị trí di chuyển, số bị gọi, lưu lượng dữ liệu và thời gian cuộc gọi Dựa trên thông tin này, HN sẽ tính cước Chuyển vùng liên chuẩn cho phép MN di chuyển liền mạch giữa các mạng di động với công nghệ truy cập khác nhau, nhưng điều này gặp khó khăn do sự phát triển độc lập của các công nghệ truyền thông trên các châu lục khác nhau.
3.1.2 Mô hình OSI và chuyển vùng
Chuyển vùng lớp 2 là quá trình thay đổi thông tin liên quan đến lớp 2, kết nối giữa mạng nội bộ (MN) và mạng hiện tại Thông tin này bao gồm địa chỉ lớp 2 hoặc PoA lớp.
2 Một ví dụ chuyển vùng lớp 2 là khi một laptop (máy tính di động) đã kết nối với một WLAN AP và sau đó chuyển qua WLAN AP thứ hai trong cùng mạng con Chuyển vùng lớp 2 gồm sự trao đổi các bản tin giữa
MN ảnh hưởng và các PoA trước và sau Chu kỳ của bản tin báo hiệu lớp 2 đầu tiên và cuối cùng được coi là độ trễ chuyển vùng lớp 2 Sau đó, các giao thức lớp cao hơn có thể thực hiện thủ tục báo hiệu của chúng Độ trễ này có giá trị riêng cho từng công nghệ truy cập.
Chuyển vùng lớp 3 là quá trình thay đổi thông tin lớp 3 liên quan đến kết nối hiện tại giữa mạng nội bộ (MN) và mạng Thông tin này bao gồm địa chỉ lớp 3, như địa chỉ IP.
IP, bảng định tuyến và điểm dịch vụ (PoS) hoạt động như bộ định tuyến trong mạng WLAN Khi một laptop kết nối với một AP trong lớp mạng và chuyển sang một AP khác, nếu không có giải pháp di động cụ thể, tất cả các gói sẽ tiếp tục được định tuyến tới địa chỉ cũ Để khắc phục vấn đề này, các gói IP cần được liên kết với phiên lớp vận chuyển, dẫn đến vấn đề về thời gian trễ Đường hầm IP có thể được sử dụng, với một địa chỉ thứ hai làm điểm cuối đường hầm trong khi địa chỉ IP cũ vẫn được duy trì Các giải pháp di động liên lớp mạng cho chuyển vùng lớp 3 có thể được phân loại theo các giao thức như IPv4, IPv6 hoặc MPLS Một số giải pháp di động có thể kích hoạt chuyển vùng lớp 3 sau khi chuyển vùng lớp 2, trong khi các giải pháp dự đoán di động kích hoạt lớp 3 trước khi chuyển vùng lớp 2.
Chuẩn IEEE 802.16e định nghĩa các thủ tục và chức năng cần thiết cho lớp vật lý và lớp MAC nhằm thực hiện chuyển vùng Phiên bản WiMAX di động kế thừa từ chuẩn này, đồng thời cũng xác định các giao thức cần thiết ở các lớp cao hơn để hỗ trợ chuyển vùng trong ASN, giữa các ASN, cũng như chuyển vùng liên mạng và chuyển vùng liền mạch.
ASN bao gồm ít nhất một ASN GW, có nhiệm vụ giao tiếp với CSN và quản lý kết nối với các MS trong vùng phủ sóng ASN GW có thể kết nối với nhiều BS, trong khi một BS có thể được quản lý bởi nhiều ASN GW, cho phép nhiều nhà cung cấp hoạt động đồng thời trong cùng một ASN BS có thể là BS phục vụ hoặc BS đích, tùy thuộc vào vai trò của nó trong quá trình chuyển vùng; BS phục vụ liên quan đến MS trước khi chuyển vùng, trong khi BS đích kết nối với MS sau khi chuyển vùng Cần phân biệt rõ giữa ASN GW phục vụ và ASN GW đích.
ASN GW neo là một phần quan trọng trong hệ thống, phục vụ như cầu nối giữa BS và CSN ASN GW phục vụ tương ứng với BS đang hoạt động, trong khi ASN GW đích kết nối với BS đích Chức năng của ASN GW neo là nhận dữ liệu từ CSN và chuyển tiếp đến ASN GW phục vụ, giúp các MS di chuyển liên tục mà không làm gián đoạn CSN không cần biết ASN GW nào đang quản lý BS, điều này giúp ngăn chặn việc thay đổi địa chỉ IP thường xuyên Nếu ASN GW phục vụ nhận dữ liệu trực tiếp từ CSN, nó cũng có thể được coi là một phần của ASN.
ASN GW neo không cần phải là ASN GW phục vụ hay ASN GW đích Chuyển vùng trong một ASN được xử lý giữa các BS trong cùng một ASN, giúp giảm thiểu thời gian trễ và mất mát dữ liệu Việc chuyển vùng này không làm thay đổi địa chỉ IP của MS do di chuyển trong cùng ASN Ngược lại, chuyển vùng liên ASN được xử lý giữa các BS thuộc các ASN khác nhau và yêu cầu sự phối hợp giữa các ASN GW để đảm bảo quá trình chuyển vùng diễn ra mượt mà.
3.2.2 Phân tích các chức năng
Quản lý di động của ASN neo được định nghĩa là quá trình mà một MS di chuyển mà không thay đổi CoA Ba khối chức năng chính chịu trách nhiệm về chuyển vùng, thuộc tính MS và điều khiển dữ liệu Chức năng chuyển vùng quản lý việc trao đổi các bản tin báo hiệu và ra quyết định liên quan đến chuyển vùng Trong kịch bản chuyển vùng, chức năng chuyển vùng bên phục vụ gửi yêu cầu chuyển vùng (HO_Req) và chờ phản hồi HO_Req bao gồm MS_ID để xác định MS yêu cầu chuyển vùng, danh sách các BS đích, thông tin của MS và số trình tự SDU Chức năng chuyển vùng sẽ chuyển tiếp HO_Req đến các chức năng chuyển vùng ở nhiều điểm đích, nơi sẽ phân tích, xây dựng và gửi lại đáp ứng chuyển vùng (HO_Rsp), bao gồm MS_ID và danh sách đề nghị.
Giới thiệu
Giao thức thoại qua internet (VoIP) có khả năng thay thế dịch vụ điện thoại cố định của PSTN bằng cách sử dụng mạng IP để truyền tải âm thanh đã được số hóa Hiện nay, các mạng giao diện vô tuyến chuyển mạch gói hỗ trợ kiến trúc IP có thể áp dụng các ứng dụng VoIP qua công nghệ không dây Kỹ thuật CODEC cho VoIP chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành luồng bit số, với các mẫu thoại được nén để tạo ra luồng bit 8-12 kbps, đảm bảo chất lượng âm thanh khi truyền tải trên mạng IP Các mẫu thoại nén được truyền đi qua giao thức vận chuyển thời gian thực (RTP) sử dụng giao thức gói dữ liệu người dùng (UDP) trên giao thức Internet (IP).
VoIP trong mạng không dây chịu ảnh hưởng từ việc chọn CODEC, mất gói, độ trễ và sự biến động thời gian (jitter) Các điều kiện kênh truyền thường gây mất gói và tăng độ trễ Để duy trì độ trễ từ miệng đến tai ở mức hợp lý khoảng 250-300ms, độ trễ qua giao diện vô tuyến cần giữ trong khoảng 50-80ms Phần còn lại của độ trễ đến từ CODEC, bộ đệm jitter và mạng đường trục Các phương pháp như lập lịch dự đoán kênh truyền với QoS khác nhau, yêu cầu nhắc lại tự động (HARQ) và thích nghi liên kết động được áp dụng để giữ độ trễ trong giới hạn cho phép Bộ đệm jitter được sử dụng để bù đắp cho độ trễ jitter của các gói do nghẽn mạng, thời gian bị trôi hoặc thay đổi định tuyến.
Các hệ thống thế hệ thứ 3 (3G) như 1xEV-DO, truy cập gói tốc độ cao
(HSPA) và các chuẩn thế hệ thứ 4 (4G) như 802.16e, LTE và UMB có một vài đặc tính được tối ưu để hỗ trợ VoIP.
Chất lượng thoại
Chất lượng thoại có thể được đánh giá thông qua các cuộc thử nghiệm chủ quan hoặc các phương pháp khách quan Cả hai phương pháp này đều sử dụng tham số MOS để đo lường chất lượng thoại Khoảng tỉ lệ MOS được áp dụng trong các cuộc thử nghiệm chủ quan.
1 đến 5 (Xuất xắc = 5; Tốt = 4; Trung bình = 3; Xấu = 2; Tồi = 1) Trong thực tế, các phương pháp khách quan thường được dùng là do dễ thực hiện hơn
5.2.1 Phương pháp đánh giá chất lượng thoại
PESQ là phương pháp khách quan để đánh giá chất lượng thoại bị ảnh hưởng bởi thủ tục chuyển vùng Đây là một trong những phương pháp được phát triển nhằm đánh giá chất lượng thoại từ đầu đến cuối trong một cuộc đàm thoại PESQ có thể áp dụng cho cả mạng băng hẹp và băng rộng.
Nguyên lý của PESQ so sánh tín hiệu ban đầu X(t) với tín hiệu bị suy giảm Y(t) Y(t) là tín hiệu thu được sau khi X(t) được truyền qua một hệ thống thông tin.
Điểm MOS của PESQ, theo tiêu chuẩn ITU-T P.862, dao động từ -0.5 đến 4.5 Tuy nhiên, khoảng này không tương ứng với tỷ lệ của phương pháp chủ quan Do đó, ITU-T P.862.1 đã khuyến nghị một phương pháp tính lại MOS PESQ theo phương trình (5.1) để cải thiện sự tương thích với các kết quả từ phương pháp chủ quan.
Với x là điểm MOS PESQ khách quan và y tương thích với điểm MOS trong ITU-T P.862.1
5.2.2 Các yêu cầu để đánh giá chất lượng các cuộc thoại
Tiêu chuẩn ITU-T P.862 quy định các yêu cầu cần thiết cho việc kiểm tra tín hiệu thoại Tín hiệu này sẽ có đặc điểm tương tự như tín hiệu thoại thực tế trong mạng thông tin Các tín hiệu thoại được kiểm tra thường được tổ chức thành các nhóm với thời gian kéo dài từ 1 đến 3 giây.
Sự suy giảm chất lượng torng quá trình chuyển vùng
Các cuộc thoại được sử dụng để đánh giá chất lượng thoại được ghi lại bằng tín hiệu số, với chiều dài trung bình khoảng 8 đến 12 giây Tín hiệu kiểm tra được lấy mẫu theo chuẩn PCM tuyến tính 16-bit với tốc độ lấy mẫu 8kHz.
5.3 Sự suy giảm chất lượng thoại trong quá trình chuyển vùng
Thủ tục chuyển vùng của HHO và MDHO/FBSS chỉ cần một BS trong tập phân tập, dẫn đến một khoảng gián đoạn ngắn trong giao tiếp Trong thời gian này, các gói tin được chuyển từ BS phục vụ sang BS đích và lưu trữ tại bộ đệm của BS đích Hệ quả là thời gian trễ của gói tin tăng lên, làm giảm chất lượng thoại.
5.3.1 Các tham số làm suy giảm
Trong VoIP, có ba tham số chính liên quan đến suy giảm: trễ gói, sự biến động về thời gian (jitter) và mất gói Mặc dù mất gói có thể được khắc phục bằng cách sử dụng cơ chế ARQ để gửi lại gói bị mất, nhưng ARQ lại làm tăng trễ gói và jitter, do đó thường không được áp dụng trong liên lạc VoIP Bài viết này giả định rằng việc trao đổi thông tin diễn ra mà không có ARQ, và không xem xét sự mất gói và jitter để tách biệt tác động của chuyển vùng với các yếu tố khác.
Trễ gói chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm định tuyến và lan truyền tín hiệu Tổng độ trễ của các gói trong quá trình chuyển vùng có thể được tính toán bằng một phương trình cụ thể.
Tổng trễ gồm trễ gây ra do mạng vận chuyển DTổng và trễ do quá trình chuyển vùng DHO
Tổng thời gian trễ do chuyển vùng được mô tả bởi phương trình (5.3), trong đó thời gian xác thực lại phụ thuộc vào số lượng SA SA là tập hợp các tham số an ninh cho một kết nối, cho phép nhiều kết nối dữ liệu sử dụng cùng một SA Độ trễ của mỗi gói trong mạng, D Mạng, được tính theo phương trình được nêu trong tài liệu [20].
D Mạng = TTr + TRc + 2 * TAC + TCore (5.3)
Với TTr: thời gian trễ do thiết bị đầu cuối bên phát (gồm việc xử lý tín hiệu, đóng gói)
Thời gian trễ T Rc là thời gian phát sinh do thiết bị đầu cuối bên thu, trong khi tham số T AC đại diện cho thời gian trễ trong mạng truy cập, bao gồm hai mạng truy cập trong chuỗi hệ thống viễn thông, với mỗi mạng truy cập tại mỗi đầu.
TCore: thời gian trễ trong mạng lõi
Các tham số T AC và T Core liên quan đến việc lan truyền tín hiệu, tạo chuỗi dữ liệu và lập hàng đợi Những tham số này được sử dụng để đánh giá độ trễ mạng, như được trình bày trong bảng 5.1.
Bảng 5.1 Các tham số để tính toán thời gian trễ do mạng
5.3.2 Sự suy giảm lời thoại
Các cuộc đàm thoại được sử dụng để đánh giá tác động của chuyển vùng đã được điều chỉnh theo sự suy giảm tín hiệu thoại trong mạng không dây thực tế Để đánh giá riêng sự tác động của chuyển vùng, cần loại bỏ sự mất gói mạng lõi và biến động về thời gian (jitter) Thủ tục xử lý lời thoại được minh họa trong hình 5.2.
Bước đầu tiên trong quá trình chuyển vùng là xác định vị trí gián đoạn do chuyển vùng Việc này liên quan đến việc xác định thời điểm xảy ra chuyển vùng Dựa trên mô hình di động theo tiêu chuẩn IEEE 802.16m, có thể giả định rằng quá trình chuyển vùng diễn ra theo chu kỳ Sự đơn giản hóa này chỉ ảnh hưởng nhỏ đến kết quả khi sử dụng nhiều cuộc đàm thoại để đánh giá chất lượng thoại.
Mô hình này giả định rằng các thuê bao di chuyển theo đường thẳng với tốc độ không đổi trong các tế bào hình lục giác có bán kính cố định.
Các gói mất được đưa vào cuộc đàm thoại bằng cách gán các mẫu thoại bằng không tại các vị trí tương ứng Cuộc thoại được chia thành các nhóm có thời lượng khoảng 8 giây để phù hợp với điều kiện đánh giá của PESQ Kết quả của phương pháp PESQ được tính toán lại theo tiêu chuẩn ITU-T.
P.862.1 dùng phương trình 5.1 Chất lượng của toàn bộ cuộc đàm thoại sẽ được tính theo trung bình chất lượng của các nhóm liên quan đến cùng cuộc đàm thoại
Xác định điểm bắt đầu của vị trí gián đoạn chuyển vùng
Tính toán thời gián đoạn chuyển vùng
Chia cuộc đàm thoại thành các nhóm Đánh giá chất lượng các nhóm-
PESQ Đánh giá chất lượng cuộc đàm thoại
Hình 5.2 Quá trình tính toán tác động chuyển vùng lên chất lượng thoại
Trong luận văn này sử dụng 20 tập tin âm thanh trong chuẩn ITU-T P.862.1
Mỗi tập tin trải qua quy trình đánh giá chất lượng thoại với 10 lần lấy mẫu ngẫu nhiên trong cùng một khoảng thời gian gián đoạn Kết quả cuối cùng được tính bằng trung bình của 200 lần lấy mẫu để đánh giá chất lượng thoại cho khoảng thời gian gián đoạn đó.
Kết quả mô phỏng
Chuyển vùng WiMAX ảnh hưởng đến chất lượng thoại, như thể hiện trong hình 5.3 đến 5.7 Cụ thể, chất lượng thoại tăng lên khi thời gian gián đoạn chuyển vùng ngắn, với đường màu xanh nước biển cho thấy chất lượng tốt nhất ở mức 25ms Ngược lại, chất lượng thoại giảm mạnh khi thời gian gián đoạn kéo dài, như thể hiện qua đường màu đen ở mức 250ms Tác động của chuyển vùng đến chất lượng thoại giảm khi thời gian giữa các lần chuyển vùng tăng và thời gian gián đoạn giảm.
Sự suy giảm chất lượng thoại được thể hiện qua điểm PESQ, với sự khác biệt rõ rệt giữa thời gian gián đoạn dài nhất (250ms) và ngắn nhất (25ms) Cụ thể, khi khoảng cách chuyển vùng là 8s, độ chênh lệch đạt khoảng 0.3727 MOS Khi khoảng cách chuyển vùng tăng lên 32s, độ chênh lệch giảm xuống còn 0.1491 MOS, và ở khoảng cách 64s, độ chênh lệch chỉ còn 0.0828 MOS Điều này cho thấy rằng chất lượng thoại sẽ gần như tương đương nếu khoảng cách chuyển vùng càng lớn.
Hình 5.4 – 5.7 cho thấy tác động của thời gian giữa các lần chuyển vùng lên chất lượng thoại, với bốn khoảng thời gian (8, 24, 40 và 56 giây) tương ứng với tốc độ khoảng 75, 25, 15 và ~10 m/s cho bán kính 600 m So sánh giữa mô hình lựa chọn và mô hình chuẩn IEEE 802.16e trong kịch bản A cho thấy chất lượng thoại cao hơn khi thời gian giữa hai lần chuyển vùng lớn hơn Mô hình lựa chọn cũng cho chất lượng thoại tốt hơn so với mô hình chuẩn trong cùng một khoảng thời gian chuyển vùng, và chất lượng thoại cao hơn khi sử dụng độ dài khung nhỏ hơn Giá trị MOS cải tiến của mô hình lựa chọn so với mô hình chuẩn đạt tối đa 0.18 MOS cho mô hình không an toàn và 0.15 cho mô hình an toàn.
Hình 5.4 Chất lượng thoại phụ thuộc vào độ dài khung (mô hình không an toàn với mô hình IEEE 802.16e, Kịch bản A)
Hình 5.5 Chất lượng thoại phụ thuộc vào độ dài khung (mô hình an toàn với mô hình IEEE 802.16e, Kịch bản A)
Hình 5.6 – 5.7 so sánh chất lượng thoại giữa mô hình lựa chọn và mô hình chuẩn IEEE 802.16e trong kịch bản B Chất lượng thoại được cải thiện khi thời gian giữa hai lần chuyển vùng tăng lên, tương tự như trong kịch bản A.
Trong cùng một khoảng thời gian chuyển vùng, mô hình lựa chọn cho thấy chất lượng thoại vượt trội hơn so với mô hình chuẩn Ngoài ra, chất lượng thoại cũng được cải thiện khi sử dụng độ dài khung nhỏ hơn.
Hình 5.6 Chất lượng thoại phụ thuộc vào độ dài khung (mô hình không an toàn với mô hình IEEE 802.16e, Kịch bản B)
Trong kịch bản B, giá trị MOS của mô hình lựa chọn được cải thiện so với mô hình chuẩn, đạt tối đa 0.17 MOS cho mô hình không an toàn và 0.12 cho mô hình an toàn.
Trong hình 5.4 – 5.7, điểm MOS tăng không tuyến tính khi độ dài khung giảm Đặc biệt, có hiện tượng độ dài khung lớn hơn lại có điểm MOS cao hơn độ dài khung nhỏ hơn, như trường hợp độ dài khung 12.5ms có điểm MOS cao hơn so với độ dài khung 10ms, khi xét trong cùng khoảng thời gian giữa các lần chuyển vùng.
Kết quả cho thấy rằng các khoảng lặng trong cuộc đàm thoại ngẫu nhiên nằm trong vùng chuyển vùng giúp cải thiện chất lượng thoại, dẫn đến điểm MOS cao hơn cho các khoảng có thoại trong quá trình chuyển vùng.
Hình 5.7 Chất lượng thoại phụ thuộc vào độ dài khung (mô hình an toàn với mô hình IEEE 802.16e, Kịch bản B)
Trong cả hai kịch bản A và B, mô hình lựa chọn đạt điểm MOS cao hơn so với mô hình chuẩn IEEE 802.16e, xét về độ dài khung và thời gian giữa các lần chuyển vùng Cụ thể, điểm MOS trong mô hình không an toàn vượt trội hơn so với mô hình an toàn do tổng thời gian gián đoạn trong mô hình an toàn lớn hơn, với thời lượng là 1 khung.
Tóm tắt Chương 6 Kết luận và hướng phát triển 95
Chương này tập trung vào các vấn đề cơ bản liên quan đến chất lượng thoại và tác động của chuyển vùng đến chất lượng này Phương pháp PESQ được sử dụng để đánh giá chất lượng thoại giữa mô hình lựa chọn và mô hình chuẩn IEEE 802.16e trong hai kịch bản khác nhau Cuối cùng, kết quả mô phỏng chất lượng thoại, được thể hiện qua điểm MOS, sẽ được trình bày bằng công cụ Matlab.
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN
Kết luận
Luận văn này phân tích ảnh hưởng của chuyển vùng đến chất lượng thoại trong mạng WiMAX di động, nhấn mạnh rằng chất lượng thoại bị ảnh hưởng bởi tổng thời gian gián đoạn trong quá trình chuyển vùng Thời gian trễ lớn sẽ dẫn đến chất lượng thoại giảm sút Mô hình lựa chọn được đề xuất trong nghiên cứu đã giảm đáng kể thời gian trễ so với mô hình chuẩn IEEE 802.16e.
Phương pháp PESQ được sử dụng để đánh giá chất lượng thoại thông qua mô phỏng bằng công cụ Matlab, so sánh mô hình lựa chọn với mô hình chuẩn IEEE 802.16e Chất lượng thoại tăng lên khi độ dài khung giảm và khoảng cách giữa hai lần chuyển vùng tăng Sự khác biệt rõ rệt giữa mô hình lựa chọn và mô hình chuẩn chủ yếu thể hiện ở tham số độ dài khung lớn và khoảng cách giữa hai lần chuyển vùng ngắn.
Hướng phát triển Phụ lục 97
Luận văn này tập trung vào mô hình chuyển vùng giữa các trạm phát sóng (BS) khác nhau trong cùng một Mạng Tên miền (ASN) Hướng phát triển tiếp theo sẽ là nghiên cứu mô hình chuyển vùng giữa các BS thuộc hai ASN khác nhau, liên quan đến vấn đề định tuyến trong lớp mạng.
Để phát triển hơn nữa, có thể chấp nhận độ méo dạng tiếng nói trong mức độ cho phép, kết hợp với phương pháp chuyển vùng nhanh với thời gian gián đoạn ngắn Người nói không cần lặp lại lời thoại đã mất khi di chuyển qua vùng giao giữa hai BS, vì những lời thoại đó sẽ được lưu vào bộ đệm jitter “thích nghi” Khi đăng nhập lại mạng, lời thoại sẽ được lấy mẫu thích nghi với tốc độ truyền dữ liệu.
Các tham số thời gian để mô phỏng (đơn vị : khung) Độ trễ Kịch bản A Kịch bản B
T HOnhanh 1 1 Điểm PESQ trong hình 5.3
250 ms 3.4745 3.8163 3.9873 4.0898 4.1582 4.207 4.2436 4.2721 Điểm PESQ trung bình (20 tập tin x 10 lấy mẫu) trong kịch bản A với ba mô hình
2ms 2.5ms 4ms 5ms 8ms 10ms 12.5ms 20ms 802.16e 3.8515 3.7987 3.6504 3.6778 3.6279 3.6305 3.586 3.4751
Dunser 3.8718 3.9021 3.8361 3.8156 3.7169 3.6561 3.6504 3.5772 Dser 3.8783 3.8744 3.8035 3.7816 3.6384 3.6496 3.6522 3.5521 Điểm PESQ trung bình (20 tập tin x 10 lấy mẫu) trong kịch bản B với ba mô hình
2ms 2.5ms 4ms 5ms 8ms 10ms 12.5ms 20ms 802.16e 3.7226 3.6908 3.6444 3.6211 3.5666 3.4973 3.4384 3.3835 Dunser 3.868 3.8413 3.6733 3.6646 3.6285 3.5671 3.605 3.4553
Dser 3.8444 3.7962 3.6734 3.6353 3.6216 3.5871 3.5183 3.4858 Điểm PESQ trong hình 5.4
2ms 2.5ms 4ms 5ms 8ms 10ms 12.5ms 20ms 802.16e 3.8515 3.7987 3.6504 3.6778 3.6384 3.6305 3.586 3.4751
Dunser 4.2906 4.3007 4.2787 4.2719 4.239 4.2187 4.2168 4.1924 802.16e 4.3379 4.3247 4.2876 4.2945 4.2846 4.2826 4.2715 4.2438 Dunser 4.343 4.3505 4.334 4.3289 4.3042 4.289 4.2876 4.2693 56s Điểm PESQ trong hình 5.5
2ms 2.5ms 4ms 5ms 8ms 10ms 12.5ms 20ms 802.16e 3.8515 3.7987 3.6504 3.6778 3.6384 3.6305 3.586 3.4751
Dser 4.1891 4.1872 4.1517 4.1408 4.064 4.0748 4.0761 4.026 24s 802.16e 4.2838 4.2662 4.2168 4.2259 4.2128 4.2102 4.1953 4.1584 Dser 4.2928 4.2915 4.2678 4.2605 4.2093 4.2165 4.2174 4.184 40s 802.16e 4.3379 4.3247 4.2876 4.2945 4.2846 4.2826 4.2715 4.2438 Dser 4.3446 4.3436 4.3259 4.3204 4.282 4.2874 4.2881 4.263 56s Điểm PESQ trong hình 5.6
2ms 2.5ms 4ms 5ms 8ms 10ms 12.5ms 20ms 802.16e 3.7226 3.6908 3.6444 3.6211 3.5666 3.4973 3.4384 3.3835 Dunser 3.868 3.8413 3.6733 3.6646 3.6285 3.5671 3.605 3.4553 8s 802.16e 4.1113 4.0954 4.0722 4.0606 4.0333 3.9987 3.9692 3.9417 Dunser 4.184 4.1707 4.0866 4.0823 4.0642 4.0336 4.0525 3.9776 24s 802.16e 4.2409 4.2303 4.2148 4.207 4.1889 4.1658 4.1461 4.1278 Dunser 4.2893 4.2804 4.2244 4.2215 4.2095 4.189 4.2017 4.1518 40s 802.16e 4.3057 4.2977 4.2861 4.2803 4.2667 4.2493 4.2346 4.2209 Dunser 4.342 4.3353 4.2933 4.2912 4.2821 4.2668 4.2763 4.2388 56s Điểm PESQ trong hình 5.7
2ms 2.5ms 4ms 5ms 8ms 10ms 12.5ms 20ms 802.16e 3.7226 3.6908 3.6444 3.6211 3.5666 3.4973 3.4384 3.3835 Dser 3.8444 3.7962 3.6734 3.6353 3.6216 3.5871 3.5183 3.4858 8s 802.16e 4.1113 4.0954 4.0722 4.0606 4.0333 3.9987 3.9692 3.9417 Dser 4.1722 4.1481 4.0867 4.0677 4.0608 4.0435 4.0092 3.9929 24s 802.16e 4.2409 4.2303 4.2148 4.207 4.1889 4.1658 4.1461 4.1278 Dser 4.2815 4.2654 4.2245 4.2118 4.2072 4.1957 4.1728 4.1619 40s 802.16e 4.3057 4.2977 4.2861 4.2803 4.2667 4.2493 4.2346 4.2209 Dser 4.3361 4.324 4.2934 4.2838 4.2804 4.2718 4.2546 4.2465 56s Các bản tin định nghĩa hồ sơ nhóm và đa truy cập
Bản tin Mô tả Loại kết nối
Channel Descriptor Được truyền bởi BS theo chu kỳ để cung cấp các tập tham số vật lý của hướng lên Quảng bá
Channel Descriptor Được truyền bởi BS theo chu kỳ để cung cấp các tập tham số vật lý của hướng xuống
Chỉ thị thời gian bắt đầu và chi tiết kênh truyền bao gồm các thuộc tính vật lý Quảng bá
Chỉ thị thời gian bắt đầu và chi tiết kênh truyền bao gồm các thuộc tính vật lý Quảng bá
Các bản tin sắp xếp
Bản tin Mô tả Loại kết nối
Ranging Request Được truyền bởi MS, dùng để xác định độ trễ mạng và yêu cầu công suất hoặc thay đổi hồ sơ nhóm
Khởi tạo sắp xếp hay cơ bản
Response Được truyền bởi BS để trả lời RNG-REQ Dùng để chỉnh sửa dựa trên các phép đo đã được thực hiện trên dữ liệu nhận được
Khởi tạo sắp xếp hay cơ bản
Các bản tin đăng ký
Bản tin Mô tả Loại kết nối
MS gửi đến BS để đăng ký Quản lý sơ cấp
BS trả lời MS, xác nhận hay không chứng thực
Các bản tin bảo an
Bản tin Mô tả Loại kết nối
Truyền bản tin giao thức PKM từ
Truyền bản tin giao thức PKM từ
Các bản tin chuyển vùng
Bản tin Mô tả Loại kết nối
Quảng bá bởi BS, cung cấp thông tin về các BS lân cận
Quảng bá, quản lý sơ cấp
MS gửi yêu cầu quét để tìm kiếm các BS có sẵn và xác định BS đích thích hợp để chuyển vùng Cơ bản
Gửi bởi BS để bắt đầu MS quét
MS báo cáo kết quả quét cho BS phục vụ sau mỗi chu kỳ quét Quản lý sơ cấp
BS HO Request BS chỉ thị khởi tạo chuyển vùng Cơ bản MOB_MSHO-REQ,
MS HO Request MS chỉ thị khởi tạo chuyển vùng Cơ bản MOB_BSHO-RSP,
BS trả lời sau khi nhận bản tin
MOB_MSHO-REQ Cơ bản
MS chỉ thị thực hiện, bỏ qua hay từ chối chuyển vùng Cơ bản
Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy Trần Hoài Trung đã hướng dẫn tôi trong quá trình thực hiện đề tài này, giúp tôi tiếp cận vấn đề một cách đúng đắn Tôi cũng cảm ơn các thầy, cô tại Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải đã giảng dạy và truyền đạt cho tôi nhiều kiến thức và kinh nghiệm quý báu Sự hướng dẫn của các thầy, cô đã giúp tôi đam mê nghiên cứu và phát triển trên con đường học thuật.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các bạn trong lớp cao học khóa 17, những người đã cùng tôi trải qua những giờ học thú vị và những buổi giao lưu vui vẻ, tạo nên mối quan hệ thân thiện giữa bạn bè và thầy cô Sự gắn kết này đã thúc đẩy cả lớp hứng thú trong việc học tập và nghiên cứu.
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến lãnh đạo và đồng nghiệp tại Trường Cao Đẳng Kinh Tế - Kỹ Thuật Phú Lâm vì đã hỗ trợ tôi về mặt tinh thần trong suốt quá trình học tập.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, vợ và con, những người đã luôn là nguồn động viên và khuyến khích lớn nhất trong cuộc sống và học tập của tôi Tôi mong muốn trở thành tấm gương tự học để các con có thể noi theo.
Một lần nữa, tôi xin chân thành cảm ơn tất cả!
[1] IEEE, May (2009), IEEE Standard for Local and metropolitan area networks, Part 16: Air Interface for Broadband Wireless Access Systems, IEEE 802.16
[2] Robert Bestak (March 2009), Impact of Handover on VoIP Speech Quality in WiMAX Networks, In Proceeding of The Eighth International Conference on Networks (ICN 2009), Cancun, Mexico, p.281-286
[3] Mustafa Ergen ( 2009), Mobile Broadband: Including WiMAX and LTE, Springer
[4] WiMAX Forum Network Architecture (February 2009), (Stage 2: A rchitecture Tenets, Reference Model and Reference Points), Part 2, release 1.0 Version 4
[5] Rath Vannithamby and Roshni Srinivasan (2009), VoIP over WiMAX, Tsutomu Ishikawa, WiMAX Evolution: Emerging Technologies and Applications, John Wiley & Son, ISBN: 978-0-470-69680-4, pp 251-
[6] Zdennek Becvar ( 2009), Mechanisms for increasing the efficiency of MAC/PHY protocols, FP7 ROCKET project, pp 47-113
[7] Park, J H., Son, J J., Kang, C G., 2008, Improvement of Handover Break Time Performance for Wireless Broadband Access System
[8] Neila Krichene and Noureddine Boudriga (2008), Handoff Management in WiMAX, Yan Zhang, WiMAX Network Planning and Optimization, CRC Press, pp 134-161
[9] Kamran Etemad, (October 2008), Overview of Mobile WiMAX
Technology and Evolution, IEEE Communications Magazine, p.31-40
[10] June 2007, Fast Handover Scheme for Real-Time Applications in Mobile WiMAX, Proc Of International Conference on Communication (ICC 2007), Glasgow, Scotland
[11] Jeffrey G Andrews, Arunabha Ghosh, Rias Muhamed (2007),
Fundamentals of WiMAX: Understanding Broadband Wireless Networking, Prentice Hall
[12] Ewa Kozlowska (2007), Optimization of Handover Mechanism in 802.16e using Fuzzy Logic, in IFIP International Federation for Information Processing, Volume 245, Personal Wireless Communications, eds Simak, B., Bestak, R., Kozowska, E., (Boston: Springer), pp 115-122
[13] Wang, L., Liu, F., Ji, Y (2007), Performance Analysis of Fast Handover Schemes in IEEE 802.16e Broadband Wireless Networks, Asia Pacific Advanced Network 2007
[14] Amalia Roca (2007), Implementation of a WiMAX simulator in Simulink, Diploma thesis, Vienna University of Technology, Austria
[15] Proposal paper IEEE 802.16m-07/002r4 (October 2007), IEEE 802.16m System Requirements
[16] Lee, D H., Kyamakya, K., Umondi, J P (2006), Fast Handover Algorithm for IEEE 802.16e Broadband Wireless Access System, 1st International Symposium on Wireless Pervasive Computing (ISWPC
[17] Kim, K., Kim, C.-K., Kim, T ( 2005), A Seamless Handover Mechanism for IEEE 802.16e Broadband Wireless Access, Workshop on Wireless and Mobile Systems, pp 527-534
[18] Sik Choi, Gyung-Ho Hwang, Taesoo Kwon, Ae-Ri Lim, and