Tối ưu hoá quản lý di động trong mạng vô tuyến hỗn hợp đa dịch vụ

Nội dung tài liệu: Tối ưu hoá quản lý di động trong mạng vô tuyến hỗn hợp đa dịch vụ

1. BẢN TRÍCH YẾU LUẬN ÁN TIẾN SĨ Tên đề tài luận án tiến sĩ: Tối ưu hóa quản lý di động trong mạng vô tuyến hỗn hợp đa dịch vụ. Chuyên ngành: Hệ thống thông tin Mã số: 9.48.01.04 Họ và tên NCS: Lê Ngọc Hưng Người hướng dẫn khoa học: GS.TSKH. Nguyễn Xuân Quỳnh Cơ sở đào tạo: Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông NỘI DUNG BẢN TRÍCH YẾU 1. Mục đích và đối tượng nghiên cứu của luận án: Trong những năm gần đây, với sự phát triển vượt bậc của các công nghệ truy nhập vô tuyến (Blutetooth, IEEE 802.11, LTE/5G, NB-IOT, ) và thiết bị đầu cuối di động (như máy tính xách tay, Smart phone, IOT, ) làm cho ứng dụng di động đa dạng hơn, nhu cầu về di chuyển, kết nối, tốc độ, băng thông tăng nhanh hơn về thoại và các dịch vụ cơ bản. Từ thực tế này, các ứng dụng di dộng như mạng xã hội, điện toán đám mây, IoT, mở ra mô hình kiến trúc hạ tầng mạng mới (BcN - Vô tuyến hỗn hợp đa dịch vụ), đối tượng mới bao gồm đầu cuối, dịch vụ, mạng, nội dung, tính toán, mã hóa tất cả đều di động. Điều khiển chuyển giao là kỹ thuật cung cấp khả năng cho các đối tượng di động trao đổi thông tin và truy cập dịch vụ mọi lúc, mọi nơi. Thời gian đầu chỉ được áp dụng cho hệ thống thông tin di động tế bào (Cellular), sau đó nó không ngừng được phát triển để ứng dụng cho các mạng khác như Internet, Mobile Internet, Ubiquitous, BcN, và mạng tương lai. Các kỹ thuật quản lý di động hiện tại đang gặp nhiều vấn đề trong việc xử lý yêu cầu chuyển giao, đáp ứng nhu cầu sử dụng dịch vụ và di chuyển của người dùng với QoS đảm bảo. Vấn đề đặt ra là phải xây dựng phương án lựa chọn hệ thống chuyển giao tối ưu, vừa nâng cao hiệu suất sử dụng tài nguyên mạng vừa đảm bảo chất lượng dịch vụ cam kết. Vì thế một trong những yêu cầu đối với mạng BcN là phải tối ưu hoá chức năng xử lý chuyển giao liên mạng (ISHO) để đáp ứng các yêu cầu này của khách hàng. ISHO phải có khả năng chuyển hướng dòng dữ liệu của ứng dụng giữa các mạng khác nhau mà vẫn duy trì tính liên tục cho các ứng dụng đó theo QoS thoả thuận. Hơn nữa, các mạng di động trong tương lai vẫn sẽ sử dụng hạ tầng IP như là mạng lõi. Do vậy, bước đột phá kiến trúc mạng trong tương lai sẽ là sự hội tụ giữa Internet (như là mạng lõi) và mạng truy nhập vô tuyến với các công nghệ khác nhau. Để đạt được mục 1
2. tiêu này, cần có các kỹ thuật ISHO mới, tối ưu đáp ứng nhu cầu dịch vụ và di chuyển của ứng dụng. Hiện tại có nhiều viện nghiên cứu, trường đại học, các tổ chức trong và ngoài nước, đã và đang nghiên cứu tìm các giải pháp tối ưu khác nhau xử lý yêu cầu này. Tuy nhiên, cho đến này các nghiên cứu về ISHO phần lớn chỉ tập trung vào việc giải quyết vấn đề kích hoạt ISHO khi dịch vụ người dùng bị ngắt quãng do di chuyển ra khỏi vùng phủ sóng. ISHO cho mạng BcN không chỉ đáp ứng được yêu cầu trên, mà phải xử lý được các vấn đề như dự báo gián đoạn kết nối, cải thiện QoS, giảm trễ do chuyển giao, và các yêu cầu của người dùng như loại hình dịch vụ, tiết kiệm nguồn tiêu thụ, cước phí, Mục đích nghiên cứu của luận án là đề xuất một phương pháp quản lý chuyển giao linh hoạt nhằm tối ưu hóa quản lý chuyển giao trong mạng Vô tuyến hỗn hợp đa dịch vụ. 2. Các phương pháp nghiên cứu đã sử dụng: Luận án sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp và phân tích: tổng hợp các kết quả nghiên cứu đã có của các tác giả khác có liên quan đến đề tài và phân tích các yếu tố liên quan đến vấn đề quản lý di động trong mạng BcN, qua đó đề xuất phương pháp quản lý di động linh hoạt nhằm tối ưu hóa quản lý di động trong mạng BcN. Luận án sử dụng các công cụ toán học và các công cụ của lý thuyết hệ thống, lý thuyết điều khiển để giải quyết yêu cầu nghiên cứu. Do chưa có các chuẩn chung thống nhất về kết cấu, giao thức và công nghệ của BcN, nên trước tiên luận án đưa ra một mô hình chung được chấp nhận rộng rãi của mạng BcN, và lấy đó làm cơ sở để xây dựng và đề xuất cơ chế điều khiển chuyển giao. 3. Các kết quả chính và kết luận: 3.1 Đề xuất giao thức định tuyến theo yêu cầu - EEMA cho MANETs: EEMA chọn tuyến tối ưu cho chuyển giao dựa trên số bước nhảy, hàm chi phí, và cân đối giữa trễ và năng lượng tiêu thụ. 3.2 Đặt trước băng thông: Dựa trên các yếu tố cơ bản ảnh hưởng tới QoS khi chuyển giao và sử dụng lý thuyết Bayes để tính toán xác suất chuyển giao Pb. Xây dựng cơ chế đặt trước băng thông cho các ứng dụng có Pb lớn hơn ngưỡng chuyển giao, nhằm duy trì QoS cho các ứng dụng này. 3.3 Lựa chọn các giao thức phù hợp với cấu trúc mạng: đó là OLSR và DSDV cho mạng có cấu trúc ổn định, tính di động thấp, và AODV cho cấu trúc mạng có tính di động cao. 3.4 Đề xuất giải pháp quản lý chuyển giao linh hoạt (AMMS): nhằm khai thác hiệu quả tài nguyên mạng, đáp ứng yêu cầu QoS và mức tiêu thụ năng lượng cho các loại 2
3. ứng dụng A,B,C,D,E. Phương án này loại trừ được các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ như lỗi khung (FER), xác suất mất số liệu, trễ báo hiệu chuyển giao. Như vậy phương pháp AMMS này có hai ưu điểm nổi bật đó là: (1) Phát triển được ứng dụng hỗ trợ tính di động thích ứng, và (2) Cải thiện hiệu suất chuyển giao thông qua sự tương tác giữa các lớp. 4. Các khuyến nghị Từ những nghiên cứu và kết quả đạt được, luận án đề nghị một số vấn đề cần nghiên cứu tiếp theo như sau: 4.1 Phân tích toán học và mô phỏng sẽ được phát triển cho hệ thông với môi trường di động không đồng nhất, các lưu lượng hỗn hợp được tạo ra từ các nguồn lưu lượng di động với tốc độ di chuyển thay đổi (mô phỏng với các môi trường như đường cao tốc hay trong một khu công nghiệp- tốc độ người đi bộ). 4.2 Nghiên cứu vấn đề bảo mật khi chia sẻ thông tin giữa các lớp mạng và lựa chọn các giao thức chuyển giao cho các lớp ứng dụng, đánh giá hiệu suất của AMMS dựa trên mức độ di động cao hơn. 4.3 Phát triển phương pháp thống nhất tham số SLA toàn hệ thống (SLA giữa mạng - mạng và người sử dụng - mạng) để đảm bảo hỗ trợ tối đa giữa các mức. XÁC NHẬN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN NGHIÊN CỨU SINH KHOA HỌC GS.TSKH. Nguyễn Xuân Quỳnh Lê Ngọc Hưng 3