Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu các thuật toán lập lịch tối ưu cho UGS trong WiMAX

• Tác giả: Phạm Văn Thuận
• Người hướng dẫn: TS. Dương Lê Minh
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Nghiên Cứu Các Thuật Toán Lập Lịch Tối Ưu Cho UGS Trong WiMAX
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG I: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WIMAX VÀ ỨNG DỤNG
• 1.1. Tổng quan
• 1.2. Các phiên bản của WiMAX
• 1.3. Đặc điểm WiMAX cố định và WiMAX di động
• 1.4. Các ứng dụng của WiMAX
• 1.5. So sánh công nghệ WiMAX và các công nghệ khác
• 2. CHƯƠNG II: LỚP ĐIỀU KHIỂN TRUY NHẬP MAC TRONG WIMAX
• 2.1. Lớp điều khiển truy cập môi trường MAC
• 2.2. Lớp con hội tụ CS
• 2.2.1. Chức năng và nhiệm vụ
• 2.2.2. Kết nối, định danh kết nối CID và luồng dịch vụ SF
• 2.3. Lớp con phần chung MAC CPS
• 2.3.1. Địa chỉ MAC và kết nối
• 2.3.2. Định dạng MAC PDU
• 2.3.2.1. MAC PDU chung
• 2.3.2.2. Tiêu đề MAC PDU không có payload (PDU yêu cầu băng thông)
• 2.4. Lớp con bảo mật PS
• 2.5. Quản lý chất lượng dịch vụ QoS
• 2.6. Cấu trúc khung TDD trong chế độ PMP
• 3. CHƯƠNG III: CƠ CHẾ LẬP LỊCH HỖ TRỢ QoS TRONG WIMAX
• 3.1. Hỗ trợ QoS trong chuẩn 802
• 3.2. Cơ chế yêu cầu và cấp phát băng thông
• 3.3. Các thông số hỗ trợ QoS
• 3.4. Tỷ số mất tin Packet loss
• 3.5. Phân lớp QoS
• 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
• 3.7. Các thuật toán phổ biến cho lập lịch lớp MAC trong chuẩn 802
• 3.7.1. Thuật toán Round Robin (RR)
• 3.7.2. First-In-First-Out (FIFO)
• 3.7.3. Hàng đợi cân bằng có trọng số WFQ
• 3.7.4. Deficit Round Robin (DRR)
• 3.7.5. Hàng đợi xoay vòng theo trọng số WRR
• 4. CHƯƠNG IV: MỘT SỐ KỸ THUẬT LẬP LỊCH ĐỀ XUẤT CHO WIMAX
• 4.1. Thuật toán lập lịch Round Robin
• 4.2. Cài đặt và thử nghiệm trên mô phỏng
• 4.3. Cấu trúc trạm BS
• 4.4. Cấu trúc trạm MS
• 4.5. Bộ lập lịch UL/DL
• 4.6. Kịch bản mô phỏng
• 4.7. Thuật toán DRR
• 4.8. Kết luận và đánh giá
• DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về Luận văn thạc sĩ VNU UET nghiên cứu UGS trong WiMAX

Luận văn thạc sĩ VNU UET nghiên cứu các thuật toán lập lịch tối ưu cho UGS trong WiMAX, một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Nghiên cứu này không chỉ giúp cải thiện chất lượng dịch vụ mà còn tối ưu hóa hiệu suất mạng. WiMAX, với khả năng cung cấp băng thông rộng, đang trở thành một giải pháp lý tưởng cho các ứng dụng đa phương tiện. Luận văn này sẽ trình bày chi tiết về các thuật toán lập lịch và ứng dụng của chúng trong mạng WiMAX.

1.1. Giới thiệu về WiMAX và UGS

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) là công nghệ truy cập không dây băng rộng, hỗ trợ nhiều loại dịch vụ khác nhau. UGS (Unsolicited Grant Service) là một trong những dịch vụ quan trọng trong WiMAX, cung cấp băng thông không đổi cho các ứng dụng thời gian thực như VoIP.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu thuật toán lập lịch

Nghiên cứu các thuật toán lập lịch tối ưu cho UGS trong WiMAX là cần thiết để đảm bảo chất lượng dịch vụ. Các thuật toán này giúp phân bổ băng thông hiệu quả, giảm độ trễ và cải thiện trải nghiệm người dùng.

II. Vấn đề và thách thức trong lập lịch UGS trong WiMAX

Mặc dù WiMAX mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc lập lịch cho UGS vẫn gặp phải nhiều thách thức. Độ trễ và băng thông không ổn định là hai vấn đề chính. Các ứng dụng thời gian thực như VoIP yêu cầu độ trễ thấp, trong khi băng thông cần được phân bổ hợp lý để tránh tình trạng nghẽn mạng.

2.1. Độ trễ trong dịch vụ UGS

Độ trễ là yếu tố quan trọng trong các ứng dụng thời gian thực. Đối với UGS, độ trễ cần được duy trì dưới 150 ms để đảm bảo chất lượng cuộc gọi. Việc lập lịch không hiệu quả có thể dẫn đến độ trễ cao, ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng.

2.2. Băng thông và phân bổ tài nguyên

Phân bổ băng thông cho UGS là một thách thức lớn. Các thuật toán lập lịch cần đảm bảo rằng băng thông được phân bổ một cách công bằng và hiệu quả, tránh tình trạng một số kết nối chiếm dụng quá nhiều tài nguyên.

III. Phương pháp nghiên cứu các thuật toán lập lịch tối ưu cho UGS

Luận văn áp dụng nhiều phương pháp nghiên cứu để phân tích và cải tiến các thuật toán lập lịch cho UGS trong WiMAX. Các phương pháp này bao gồm mô phỏng, phân tích lý thuyết và thực nghiệm. Mục tiêu là tìm ra giải pháp tối ưu nhất cho việc phân bổ băng thông.

3.1. Mô phỏng thuật toán lập lịch

Mô phỏng là một công cụ quan trọng trong nghiên cứu này. Bằng cách sử dụng phần mềm mô phỏng, các thuật toán lập lịch có thể được kiểm tra và đánh giá hiệu suất trong các điều kiện khác nhau.

3.2. Phân tích lý thuyết các thuật toán

Phân tích lý thuyết giúp hiểu rõ hơn về cách thức hoạt động của các thuật toán lập lịch. Điều này bao gồm việc đánh giá độ phức tạp và hiệu quả của từng thuật toán trong việc xử lý lưu lượng UGS.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng các thuật toán lập lịch tối ưu có thể cải thiện đáng kể chất lượng dịch vụ cho UGS trong WiMAX. Các ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu này bao gồm việc triển khai trong các mạng viễn thông và các dịch vụ đa phương tiện.

4.1. Ứng dụng trong mạng viễn thông

Nghiên cứu này có thể được áp dụng trong các mạng viễn thông để cải thiện chất lượng dịch vụ cho các ứng dụng thời gian thực. Việc áp dụng các thuật toán lập lịch tối ưu sẽ giúp giảm độ trễ và tăng cường trải nghiệm người dùng.

4.2. Kết quả thực nghiệm

Các thử nghiệm thực nghiệm cho thấy rằng việc áp dụng các thuật toán lập lịch tối ưu đã cải thiện đáng kể thông lượng và giảm độ trễ trong các kết nối UGS. Điều này chứng tỏ tính khả thi của các giải pháp được đề xuất.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Luận văn đã chỉ ra rằng việc nghiên cứu các thuật toán lập lịch tối ưu cho UGS trong WiMAX là rất cần thiết. Tương lai của nghiên cứu này có thể mở ra nhiều hướng đi mới trong việc cải thiện chất lượng dịch vụ và phát triển công nghệ mạng.

5.1. Hướng nghiên cứu tiếp theo

Các nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc phát triển các thuật toán lập lịch mới, tích hợp trí tuệ nhân tạo để tối ưu hóa hơn nữa việc phân bổ băng thông cho UGS.

5.2. Tác động đến ngành công nghệ thông tin

Nghiên cứu này không chỉ có tác động đến lĩnh vực mạng không dây mà còn góp phần vào sự phát triển chung của ngành công nghệ thông tin, mở ra cơ hội cho các ứng dụng mới trong tương lai.