Luận văn Chuyển giao dọc trong mạng di động thế hệ tiếp theo

Chuyển giao dọc ñã và ñang là xu thếphát triển và nghiên cứu của ngành truyền thông trên toàn thếgiới, cụthểvà nổi bật nhất là khảnăng chuyển giao liên mạng giữa mạng tế bào và mạng cục bộ không dây WLAN. Chuyển giao dọc không còn là những nghiên cứu ñơn lẻmà ñã và ñang ñược chuẩn hóa bởi nhiều tổ chức như 3GPP, 3GPP2, IEEE, IETF, Xuất phát từnhu cầu phát triển của ngành truyền thông trên toàn thếgiới nói chung và của Việt Nam nói riêng, chúng tôi quyết ñịnh chọn ñềtài với tên: Chuyển giao dọc trong mạng di ñộng thếhệtiếp theo ñể tiến hành nghiên cứu. Chúng tôi hy vọng tạo ñược một tài liệu tham khảo tốt cho những người bắt ñầu tìm hiểu về Mạng di ñộng thếhệtiếp theo và hy vọng mô phỏng và làm sáng tỏvấn ñềnhằm góp phần làm phong phú thêm các kết quảtrong lĩnh vực này. 2. Mục ñích nghiên cứu Luận văn này nghiên cứu vấn ñềchuyển giao dọc trong các mạng hỗn hợp, cụthểlà giữa mạng Wireless LAN và mạng UMTS hướng ñến mục tiêu là chuyển giao không ngắt quãng có trễchuyển giao nhỏvà tỉlệ mất gói thấp. Bên cạnh ñó, luận văn cũng nghiên cứu chuẩn IEEE 802.21 hỗtrợcho chuyển giao dọc. Các kết quả bằng phân tích lí thuyết và mô phỏng cho thấy sử dụng kết hợp chuẩn IEEE 802.21 với giao thức Mobile IP nhưgiao thức quản lí di ñộng lớp 3 hoặc việc sửdụng giao thức Mobile SCTP ñều có ưu ñiểm và hiệu quảcao hơn khi thực hiện chuyển giao dọc giữa mạng UMTS và WLAN so với việc sửdụng giao thức Mobile IPv6.

pdf26 trang | Chia sẻ: lvbuiluyen | Ngày: 14/11/2013 | Lượt xem: 1693 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Luận văn Chuyển giao dọc trong mạng di động thế hệ tiếp theo, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
- 1 - BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG DƯƠNG HỮU ÁI CHUYỂN GIAO DỌC TRONG MẠNG DI ĐỘNG THẾ HỆ TIẾP THEO Chuyên ngành : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã số : 60.52.70 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - 2011 - 2 - Công trình ñược hoàn thành tại ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN HỮU THANH Phản biện 1: TS. Nguyễn Lê Hùng Phản biện 2: TS. Lương Hồng Khanh Luận văn ñược bảo vệ tại Hội ñồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 25 tháng 6 năm 2011. Có thể tìm hiểu luận văn tại: • Trung tâm Thông tin - Học liệu, Đại học Đà Nẵng • Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng. - 3 - MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn ñề tài Chuyển giao dọc ñã và ñang là xu thế phát triển và nghiên cứu của ngành truyền thông trên toàn thế giới, cụ thể và nổi bật nhất là khả năng chuyển giao liên mạng giữa mạng tế bào và mạng cục bộ không dây WLAN. Chuyển giao dọc không còn là những nghiên cứu ñơn lẻ mà ñã và ñang ñược chuẩn hóa bởi nhiều tổ chức như 3GPP, 3GPP2, IEEE, IETF,… Xuất phát từ nhu cầu phát triển của ngành truyền thông trên toàn thế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng, chúng tôi quyết ñịnh chọn ñề tài với tên: Chuyển giao dọc trong mạng di ñộng thế hệ tiếp theo ñể tiến hành nghiên cứu. Chúng tôi hy vọng tạo ñược một tài liệu tham khảo tốt cho những người bắt ñầu tìm hiểu về Mạng di ñộng thế hệ tiếp theo và hy vọng mô phỏng và làm sáng tỏ vấn ñề nhằm góp phần làm phong phú thêm các kết quả trong lĩnh vực này. 2. Mục ñích nghiên cứu Luận văn này nghiên cứu vấn ñề chuyển giao dọc trong các mạng hỗn hợp, cụ thể là giữa mạng Wireless LAN và mạng UMTS hướng ñến mục tiêu là chuyển giao không ngắt quãng có trễ chuyển giao nhỏ và tỉ lệ mất gói thấp. Bên cạnh ñó, luận văn cũng nghiên cứu chuẩn IEEE 802.21 hỗ trợ cho chuyển giao dọc. Các kết quả bằng phân tích lí thuyết và mô phỏng cho thấy sử dụng kết hợp chuẩn IEEE 802.21 với giao thức Mobile IP như giao thức quản lí di ñộng lớp 3 hoặc việc sử dụng giao thức Mobile SCTP ñều có ưu ñiểm và hiệu quả cao hơn khi thực hiện chuyển giao dọc giữa mạng UMTS và WLAN so với việc sử dụng giao thức Mobile IPv6. 3. Đối tượng và nhiệm vụ nghiên cứu  Đối tượng nghiên cứu. - 4 - • Về nội dung: Tập trung nghiên cứu kỹ thuật chuyển giao dọc và chuyển giao giữa UMTS và WLAN. • Về phương pháp: Sử dụng kỹ thuật chuyển giao dọc ñể nghiên cứu chuyển giao giữa UMTS và WLAN.  Nhiệm vụ nghiên cứu. • Nghiên cứu quá trình chuyển giao giữa UMTS và WLAN. • Khảo sát các thông số trong quá trình chuyển giao và sự thay ñổi của các tham số vào các giao thức khác nhau. Đánh giá, nhận xét các kết quả tương ứng với các giao thức tương ứng. 4. Phương pháp nghiên cứu Để giải quyết vấn ñề chuyển giao trong các mạng không ñồng nhất, chúng tôi sử dụng kỹ thuật chuyển giao dọc với sử dụng giao thức Mobile IPv6, giao thức Mobile IPv6 với sự hỗ trợ của chuẩn IEEE 802.21 và sử dụng giao thức SCTP trong quá trình chuyển giao giữa mạng UMTS và WLAN 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài Để ñạt ñược chuyển giao dọc không bị ñứt quãng trong các môi trường mạng không ñồng nhất, nó là cần thiết ñể ñảm bảo tính liên tục và chất lượng dịch vụ, có nghĩa là ñộ trễ thấp và mất gói thấp trong thời gian chuyển giao. 6. Cấu trúc của luận văn. Ngoài các phần mở ñầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục, phần nội dung chính của luận văn gồm có bốn chương. Chương 1. Tổng quan về sự phát triển của mạng thông tin di ñộng Chương 2. Trình bày tổng quan về mạng UMTS, WLAN và kiến trúc kết hợp Chương 3. Trình bày về kỹ thuật chuyển giao dọc Chương 4.Nghiên cứu mô phỏng chuyển giao giữa UMTS và WLAN. - 5 - CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.1. GIỚI THIỆU 1.2. SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG 1.2.1. Mạng thế hệ thứ nhất Chúng ta bắt ñầu với mô hình mạng tham chiếu của Hiệp hội TIA/EIA tiêu chuẩn IS-41. Mô hình mạng này cũng ñại diện cho mạng của hệ thống thế hệ ñầu tiên chỉ hỗ trợ dịch vụ thoại mà không hỗ trợ dịch vụ dữ liệu. Mô hình tham chiếu là tương ñương kiến trúc GSM. 1.2.2. Mạng thế hệ thứ hai Một tính năng quan trọng của hệ thống thế hệ thứ hai là khả năng dịch vụ dữ liệu của nó. Ví dụ, IS-95 hỗ trợ dịch vụ dữ liệu chuyển mạch kênh, fax kỹ thuật số, IP, MIP, và dữ liệu gói số mạng tế bào CDPD. GSM cung cấp dịch vụ tin nhắn ngắn và dữ liệu chuyển mạch kênh ở mức tốc ñộ lên tới 9.6 kbps cho mỗi khe. 1.2.3. Các mạng 2G+ Các tính năng nổi bật của kiến trúc này như sau. Thứ nhất, nó bao gồm một mạng xương sống dựa trên IP/ATM. Thứ hai, nó kết nối với các mạng ñã có một cách khá ñơn giản. Thứ ba, nó cho phép xử lý phân tán, do ñó giảm tải mạng lõi, và cung cấp một nền tảng các dịch vụ mới, tính năng, và các ứng dụng (chẳng hạn như là một tính năng mới, MPEG-2, hoặc ứng dụng MPEG- 4) có thể ñược phát triển, thử nghiệm và ñược cài ñặt trong hệ thống mạng khi cần thiết. Cuối cùng, kiến trúc tương thích với một mạng lưới toàn IP là xu hướng của tương lai. - 6 - 1.2.4. Mạng thế hệ thứ ba Các ñối tác dự án 3G ñược xác ñịnh 3G là một kiến mạng chuyển mạch gói toàn IP. Kiến trúc này thực sự là một sự tiến hóa của mạng GPRS. Một số yêu cầu cơ bản sau ñây mà mạng IP phải ñáp ứng ñược. • Điện thoại di ñộng phải có khả năng chuyển vùng liền mạch từ một mạng IP tới mạng 2G, 2G+, GSM/GPRS và các phiên bản trước ñó của mạng 3G, và ngược lại. • Chuyển giao phải ñược hỗ trợ giữa bất kỳ hai mạng IP, giữa bất kỳ hai mạng truy cập vô tuyến trong cùng mạng IP, giữa bất kỳ hai bộ ñiều khiển mạng vô tuyến trong cùng mạng truy cập vô tuyến mặt ñất UMTS (UTRAN) trong bất kỳ mạng IP, và giữa một mạng IP và bất kỳ mạng 2G hoặc 2G+. - 7 - CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ MẠNG UMTS, WLAN VÀ KIẾN TRÚC KẾT HỢP 2.1. TỔNG QUAN VỀ MẠNG UMTS 2.1.1. Giới thiệu Hệ thống UMTS là một trong các công nghệ di ñộng 3G. UMTS dựa trên nền tảng W-CDMA, ñược chuẩn hóa bởi Tổ chức các ñối tác phát triển 3GPP. UMTS ñôi khi còn ñược gọi là 3GSM, ñể chỉ sự kết hợp về bản chất công nghệ 3G của UMTS và chuẩn GSM truyền thống.  Tốc ñộ dữ liệu  Các băng tần 2.1.2. Kiến trúc mạng Kiến trúc mạng UMTS gồm ba phần chính là: Thiết bị người sử dụng (UE), mạng truy nhập vô tuyến mặt ñất UMTS (UMTS Terrestrial Radio Access Network -UTRAN) và mạng lõi (Core Network-CN). 2.1.3. Chuyển giao trong mạng UMTS 2.2. TỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN 2.2.1. Giới thiệu 2.2.2. Cấu trúc cơ bản của WLAN 2.2.3. Tập giao thức WLAN  Lớp vật lý.  Giao thức MAC. - 8 - 2.2.4. Các tiêu chuẩn WLAN 2.3. KIẾN TRÚC KẾT HỢP 2.3.1. Các thách thức và yêu cầu Thế hệ mạng di ñộng không dây trong tương lai sẽ dựa trên mạng toàn IP dẫn ñến một liên kết toàn cầu và kết hợp giữa các mạng viễn thông khác nhau. Điều này sẽ yêu cầu các kiến trúc kết hợp và các giao thức di ñộng mới ñể cung cấp chuyển vùng liền mạch và chất lượng dịch vụ cung cấp. 2.3.2. Tính di ñộng và chuyển vùng liền mạch 2.3.3. Kiến trúc kết hợp Một số phương pháp ñã ñược ñề xuất cho sự kết hợp giữa mạng WLAN và mạng tế bào dựa trên các sự phụ thuộc lẫn nhau giữa hai mạng không dây này. Viện Tiêu chuẩn Viễn thông châu Âu ETSI quy ñịnh rõ trong hai cách tiếp cận chung cho sự liên kết: ñược gọi là tích hợp lỏng và tích hợp chặt.  Tích hợp lỏng  Tích hợp chặt - 9 - CHƯƠNG 3 KỸ THUẬT CHUYỂN GIAO DỌC 3.1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ CHUYỂN GIAO 3.1.1. Giới thiệu 3.1.2. Quyết ñịnh chuyển giao dọc 3.1.2.1. Cấu trúc cơ bản của USHA 3.1.2.2. Mô hình quyết ñịnh thông minh 3.1.2.3. Quyết ñịnh chuyển giao dọc phân bố 3.1.3. Thiết kế kiến trúc và hệ thống 3.1.3.1. Đặc ñiểm của hệ thống B3G hoặc 4G ước tính sẽ ñược thực hiện khoảng năm 2010 hoặc 2011 và dựa trên năm yếu tố: (1) các dịch vụ hoàn toàn hội tụ, (2) truy cập di ñộng ở khắp nơi, (3) thiết bị người dùng ña dạng, (4) các mạng ñộc lập, (5) phụ thuộc phần mềm. 3.1.3.2. Kỹ thuật sự di ñộng theo chiều dọc Kiến trúc hệ thống phân thành ba phần: Kỹ thuật di ñộng, quản lý tài nguyên, quản lý dịch vụ. 3.1.3.3. Các mạng truy cập không ñồng nhất 3.1.3.4. Các mô hình kết hợp Có hai mô hình kết hợp giữa mạng WLAN với các mạng tế bào, mô hình tích hợp lỏng và tích hợp chặt. Với hai mô hình có thể giải quyết ñược vấn ñề quản lý di ñộng toàn cầu. 3.1.3.5. Cấp phát tài nguyên Có thể chia sẻ lưu lượng giữa các mạng không dây không ñồng nhất, ñặc biệt là khi xem xét các mô hình tích hợp chặt, thực hiện chuyển giao dọc là một cách thức cấp phát tài nguyên. - 10 - 3.1.4. Quản lý di ñộng trong các mạng không ñồng nhất Vấn ñề quản lý di ñộng bao gồm các kịch bản di ñộng theo chiều dọc, phương pháp, ñiều khiển, thuật toán, cách tiến hành, các giao thức, các thông số, tham số và ño các tham số 3.1.4.1. Di ñộng vi mô và vĩ mô 3.1.4.2. Cách thức chuyển giao 3.1.4.3. Các ñặc tính của chuyển giao dọc Thủ tục chuyển giao nói chung bao gồm các vấn ñề như sự ñăng ký, kết hợp, bỏ kết hợp, ñể thực hiện chuyển giao cơ cấu quyết ñịnh chuyển giao ño lường nhiều thông số khác nhau. 3.2. CÁC GIAO THỨC QUẢN LÍ DI DỘNG VÀ CHUẨN IEEE 802.21 3.2.1. Giao thức Mobile IP version 4 (MIPv4) Hoạt ñộng của MIPv4 ñược thể hiện như hình 3.12. Hình 3.12: Mô tả hoạt ñộng giao thức Mobile IPv4 - 11 - 3.2.2. Giao thức Mobile IPv6 (MIPv6) Thủ tục cơ bản của MIPv6 ñược mô tả trong hình 3.13. Hình 3.13: Các thủ tục hoạt ñộng của giao thức Mobile IPv6 3.2.3. Một số giao thức mở rộng cho giao thức Mobile IPv6  Giao thức Mobile IPv6 phân cấp (HMIPv6)  Giao thức chuyển giao nhanh (FMIPv6) 3.2.4. Giao thức Stream Control Transmission Protocol (SCTP) Giao thức truyền dẫn ñiều khiển luồng SCTP là một giao thức ở lớp chuyển vận (lớp 4) ñược phát triển ñể khắc phục các nhược ñiểm của hai giao thức TCP và UDP, và có thể xem như là sự kết hợp của hai giao thức này. 3.2.4.1. Một số ñặc ñiểm nổi bật của giao thức SCTP  Đa chủ (Multihoming)  Đa luồng (Multistream) - 12 - 3.2.4.2. Mở rộng giao thức SCTP hỗ trợ cho chuyển giao Một mở rộng của giao thức SCTP bổ sung thêm việc cấu hình lại ñịa chỉ tự ñộng (DAR) ñược `gọi là giao thức mobile SCTP (mSCTP) [24, 29]. Với mSCTP, mỗi ñầu cuối SCTP có thể thêm hoặc xóa một ñịa chỉ IP của một liên kết SCTP. Nó cũng có thể thực hiện hoạt ñộng Primary Change nhằm thay ñổi ñịa chỉ chính. 3.2.4.3. Triển khai giao thức mSCTP cho chuyển giao giữa mạng UMTS và WLAN 3.2.5. Chuẩn IEEE 802.21 Media Independent Handover (MIH) 3.2.5.1. Kiến trúc MIH Hình 3.19: ServiceMô hình MIHF tổng quát Các ñiểm truy nhập dịch vụ (Service Access Points-SAP) MIHF giao tiếp với các lớp khác và các mặt phẳng chức năng sử dụng SAP. Mỗi SAP bao gồm một tập hợp các dịch vụ ñặc trưng cho những tương tác giữa người sử dụng dịch vụ và nhà cung cấp dịch vụ. - 13 - • MIH_SAP ñặc trưng cho ñiểm truy nhập dịch vụ ñộc lập về phương tiện (Media Independent SAP). • MIH_LINK_SAP: ñặc trưng cho ñiểm truy nhập phụ thuộc về phương tiện (Media Dependent SAP). • MIH_NET_SAP: Các ñiểm truy nhập dịch vụ phụ thuộc phương tiện (Media Dependent SAP). 3.2.5.2. Các ñiểm tham chiếu trong MIH Có năm ñiểm tham chiếu trong MIH. • RP1: Mô tả các thủ tục của MIHF giữa MIH trên MN và MIH PoS trên thực thể mạng là PoA ñang phục vụ của MN (lớp 2). • RP2: Mô tả các thủ tục của MIHF giữa MIH trên MN và MIH PoS trên thực thể mạng là PoA ứng cử của MN (lớp 3). • RP3: Mô tả các thủ tục MIHF giữa MIHF trên MN và MIH PoS trên một thực thể mạng không phải là PoA của MN (lớp 3). • RP4: Mô tả các thủ tục MIHF giữa một MIH PoS trong một thực thể mạng và một MIH non-PoS trong một thực thể mạng khác (lớp 3). • RP5: Mô tả các thủ tục MIHF giữa hai MIH PoS thuộc hai thực thể mạng khác nhau (lớp 3). 3.2.5.3. Các dịch vụ MIH  Các dịch vụ quản lí (Service management primitive) Trước khi cung cấp các dịch vụ MIH, một thực thể MIH cần phải ñược cấu hình thích hợp thông qua các chức năng quản lí dịch vụ như sau: - 14 - Phát hiện dịch vụ MIH (MIH_Capability_Discovery) Đăng kí MIH (MIH_registration) Đăng kí các sự kiện MIH (MIH_event subscription)  Dịch vụ sự kiện (Media Independent Event Service)  Dịch vụ lệnh (Media Independent Command Service)  Dịch vụ thông tin (Media Independent Information Service) - 15 - CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU MÔ PHỎNG CHUYỂN GIAO GIỮA UMTS VÀ WLAN 4.1. MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHUYỂN GIAO DỌC GIỮA MẠNG UMTS VÀ WLAN SỬ DỤNG CHUẨN IEEE 802.21 HỖ TRỢ CHO GIAO THỨC MIPv6 4.1.1. Kịch bản mô phỏng Hình 4.1 mô tả cấu hình mạng mô phỏng chuyển giao giữa UMTS và WLAN Hình 4.1: Mô hình mô phỏng mạng • Trường hợp 1: MN không sử dụng L2 trigger hoặc các khả năng của chuẩn MIH ñể hỗ trợ cho giao thức quản lí di ñộng lớp 3 MIPv6: Quá trình phát hiện chuyển ñộng ñược thực hiện hoàn toàn thông qua các bản tin RA (Router Advertisement) ñược gửi theo chu kì bởi AP. • Trường hợp 2: MN sử dụng các bản tin Link Detected/ Link Up/ Link Down ñể thực hiện chuyển giao - 16 - • Trường hợp 3: MN sử dụng các bản tin Link Detected/ Link Up và dùng bản tin Link Going Down thay cho bản tin Link Down ñể thực hiện chuyển giao. 4.1.2. Kết quả mô phỏng Trường hợp 1 • Ảnh hưởng của chu kì gửi các bản tin RA ñến trễ chuyển giao từ mạng UMTS sang WLAN 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 9.5 10 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 Tr e ch uy en g ia o (s) RA interval (s) Anh huong cua chu ki gui ban tin RA den tre chuyen giao UMTS sang WLAN Hình 4.6: Ảnh hưởng giữa chu kì gửi bản tin Router Advertisement ñến trễ chuyển giao • Ảnh hưởng của thời hạn Router Lifetime ñến trễ chuyển giao từ mạng WLAN sang UMTS. - 17 - 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Ti le th oi g ia n ph at h ie n di d on g / T re c hu ye n gi ao (% ) Router lifetime (s) Hình 4.7: Tỉ lệ giữa thời gian phát hiện di ñộng/trễ khi chuyển giao từ WLAN sang UMTS phụ thuộc vào giá trị Router Lifetime Trường hợp 2 0.1 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.2 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.3 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 Tr e ch uy en g ia o (s) MaxDelay RA (s) Hình 4.8: Ảnh hưởng của giá trị MaxRADelay ñến trễ chuyển giao từ UMTS sang WLAN - 18 - 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1T i l e th oi g ia n ph at h ie n ch uy en d on g / T re c hu ye n gi ao (% ) MaxDelay RA (s) Hình 4.9: Tỉ lệ thời gian phát hiện di ñộng/trễ chuyển giao từ UMTS sang WLAN Hình 4.8 và 4.9 mô tả ảnh hưởng của thời giá trị này ñến trễ chuyển giao và tỉ lệ giữa thời gian phát hiện sự di chuyển/trễ chuyển giao. Ở ñây, ta khảo sát ảnh hưởng của ngưỡng số lượng bản tin beacon bị mất trước khi khởi tạo sự kiện Link Down. Hình 4.10 cho thấy rằng khi ngưỡng số lượng bản tin bị mất tăng thêm 1 thì trễ chuyển giao sẽ tăng thêm khoảng 100ms. - 19 - 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1 1.05 1.1 1.15 1.2 1.25 1.3 1.35 1.4 1.45 1.5 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Tr e ch uy en g ia o (s) So luong beacons bi mat truoc khi tao ra ban tin LINK DOWN Hình 4.10: Ảnh hưởng số lượng bản tin beacon bị mất trước khi quyết ñịnh chuyển giao ñến trễ chuyển giao từ WLAN sang UMTS 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 2 3 4 5 6 7 8 9 10S ca le o f m ov em en t d et ec tio n tim e/ Ha nd ov er D el ay (% ) Number of beacons loss before triggering LINK DOWN Scale of movement detection time/Handover Delay (%) WLAN->UMTS Hình 4.11: Ảnh hưởng số lượng bản tin beacon bị mất trước khi quyết ñịnh chuyển giao ñến tỉ lệ thời gian phát hiện di ñộng trễ chuyển giao từ WLAN sang UMTS Trường hợp 3 Hình 4.12 cho thấy ảnh hưởng của việc khởi tạo chuyển giao sớm ñến hệ số mất kết nối, khoảng thời gian mà MN không thể nhận ñược gói tin từ bất kì một giao diện nào khi MN chuyển ñộng với các vận tốc khác - 20 - nhau (chuyển giao từ từ mạng WLAN sang UMTS). Khi tỉ lệ này bằng 0 ñồng nghĩa với quá trình chuyển giao không bị mất gói. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 1 1.04 1.08 1.12 1.16 1.2 1.24 1.28 1.32 1.36 1.4 1.44 1.48 Th oi g ia n ng at k et n oi (% ) pr limit (power threshold) MN di chuyen voi v=1ms MN di chuyen voi v=2ms MN di chuyen voi v=4ms MN di chuyen voi v=5ms Hình 4.12: Ảnh hưởng của việc chuyển giao sớm ñến thời gian ngắt kết nối chuyển giao WLAN sang UMTS 0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480 520 560 600 1 1.04 1.08 1.12 1.16 1.2 1.24 1.28 1.32 1.36 1.4 1.44 1.48 So lu on g go i t in n ha n du oc tr en g ia o di en W LA N pr limit (power threshold) MN di chuyen voi v=1ms MN di chuyen voi v=2ms MN di chuyen voi v=4ms MN di chuyen voi v=5ms Hình 4.13: Ảnh hưởng của việc chuyển giao sớm ñến số gói tin nhận trên giao diện WLAN (chuyển giao WLAN sang UMTS) - 21 - 98 98.1 98.2 98.3 98.4 98.5 98.6 98.7 98.8 98.9 99 99.1 99.2 99.3 99.4 99.5 99.6 99.7 99.8 99.9 100 1 1.04 1.08 1.12 1.16 1.2 1.24 1.28 1.32 1.36 1.4 1.44 1.48 Th oi g ia n ke t n oi v oi m an g W LA N (% ) pr limit (power threshold) MN di chuyen voi v=1ms MN di chuyen voi v=2ms MN di chuyen voi v=4ms MN di chuyen voi v=5ms Hình 4.14: Ảnh hưởng của việc chuyển giao sớm ñến thời gian truyền trên giao diện WLAN (chuyển giao WLAN sang UMTS) 4.2. MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHUYỂN GIAO DỌC GIỮA MẠNG UMTS VÀ WLAN SỬ DỤNG GIAO THỨC SCTP 4.2.1. Kịch bản mô phỏng Kịch bản 1 (CN có một ñịa chỉ IP: single-home) Kịch bản 2 (CN có hai ñịa chỉ IP: dual-home) - 22 - Hình 4.15: Kịch bản mô phỏng chuyển giao dọc sử dụng giao thức SCTP 4.2.2. Kết quả mô phỏng Trong kịch bản ñầu tiên, trễ chuyển giao từ UMTS-WLAN là 354ms, từ WLAN sang UMTS là 210ms; trong kịch bản thứ hai trễ chuyển giao từ UMTS-WLAN giảm xuống chỉ còn 121.3ms. Hình 4.16 mô tả trễ chuyển giao của kịch bản 1 khi MN chuyển giao từ mạng UMTS sang WLAN. Hình 4.16: Trễ chuyển giao kịch bản 1 khi chuyển giao từ mạng UMTS sang WLAN Dựa trên các kết quả ở hình 4.17, hình 4.18 và hình 4.19, thấy rằng hiệu quả về thông lượng MN nhận ñược trong kịch bản thứ hai cũng tốt hơn. Do trong kịch bản thứ hai, xây dựng ñược một cấu trúc multi- homing ñối xứng thay vì bất ñối xứng như trong kịch bản 1, phân biệt - 23 - hai ñường rõ ràng cho việc truyền nhận dữ liệu giữa MN và CN. Đường dự phòng có thể phục vụ cho khả năng chống lỗi trong quá trình truyền dữ liệu. 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 Tr an sm is si on S eq ue nc e Nu mb er Time(s) Interface UMTS-Multihome Interface WLAN-Multihome Interface UMTS-Singlehome Interface WLAN-Singlehome Hình 4.17: Trễ chuyển giao khi chuyển từ mạng UMTS sang WLAN Hình 4.18: Thông lượng nhận ñược bởi MN khi chuyển giao từ UMTS sang WLAN trong kịch bản 1 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 T hr ou gh pu t (k bp s) Time (s) Interface UMTS Interface WLAN
Luận văn liên quan