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

Chuyển giao dọc đã và đang 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 đơn lẻ mà đã
và đang được 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 định chọn
đề tài với tên: Chuyển giao dọc trong mạng di động thế hệ tiếp theo để
tiến hành nghiên cứu. Chúng tôi hy vọng tạo được một tài liệu tham khảo
tốt cho những người bắt đầu tìm hiểu về Mạng di động thế hệ tiếp theo
và hy vọng mô phỏng và làm sáng tỏ vấn đề nhằm góp phần làm phong
phú thêm các kết quả trong lĩnh vực này.

1. - 1 -

B
Ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG





D
ƯƠNG HỮU ÁI





CHUY
ỂN GIAO DỌC TRONG MẠNG DI ĐỘNG
TH
Ế HỆ TIẾP THEO


Chuyên ngành : K
Ỹ THUẬT ĐIỆN TỬ
Mã s
ố : 60.52.70






TÓM T
ẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT






Đà Nẵng - 2011
https://dethi.org/

2. - 2 -

Công trình
ñược hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG




Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. NGUYỄN HỮU THANH



Ph
ản biện 1: TS. Nguyễn Lê Hùng


Ph
ản biện 2: TS. Lương Hồng Khanh



Lu
ận văn ñược bảo vệ tại Hội ñồng chấm Luận văn tốt
nghi
ệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày 25
tháng 6 n
ăm 2011.






Có th
ể tìm hiểu luận văn tại:
· Trung tâm Thông tin - H
ọc liệu, Đại học Đà Nẵng
· Trung tâm H
ọc liệu, Đại học Đà Nẵng. https://dethi.org/

3. - 3 -

M
Ở ĐẦU
1. Lý do chọn ñề tài
Chuy
ển giao dọc ñã và ñang là xu thế phát triển và nghiên cứu của
ngành truy
ền thông trên toàn thế giới, cụ thể và nổi bật nhất là khả năng
chuy
ển giao liên mạng giữa mạng tế bào và mạng cục bộ không dây
WLAN. Chuy
ển 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,…
Xu
ất phát từ nhu cầu phát triển của ngành truyền thông trên toàn
th
ế giới nói chung và của Việt Nam nói riêng, chúng tôi quyết ñịnh chọn
ñề tài với tên: Chuy ển giao dọc trong mạng di ñộng thế hệ tiếp theo ñể
ti
ến hành nghiên cứu. Chúng tôi hy vọng tạo ñược một tài liệu tham khảo
t
ốt cho những người bắt ñầu tìm hiểu về Mạng di ñộng thế hệ tiếp theo
và hy v
ọng mô phỏng và làm sáng tỏ vấn ñề nhằm góp phần làm phong
phú thêm các k
ết quả trong lĩnh vực này.
2. M
ục ñích nghiên cứu
Lu
ận văn này nghiên cứu vấn ñề chuyển giao dọc trong các mạng
h
ỗn hợp, cụ thể là giữa mạng Wireless LAN và mạng UMTS hướng ñến
m
ục tiêu là chuyển giao không ngắt quãng có trễ chuyển giao nhỏ và tỉ lệ
m
ất gói thấp. Bên cạnh ñó, luận văn cũng nghiên cứu chuẩn IEEE 802.21
h
ỗ trợ cho chuyển giao dọc.
Các k
ết quả bằng phân tích lí thuyết và mô phỏng cho thấy sử
d
ụng kết hợp chuẩn IEEE 802.21 với giao thức Mobile IP như giao thức
qu
ản 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 v
ới việc sử dụng giao thức Mobile IPv6.
3.
Đối tượng và nhiệm vụ nghiên cứu
ư Đối tượng nghiên cứu. https://dethi.org/

4. - 4 -

· Về nội dung: Tập trung nghiên cứu kỹ thuật chuyển giao dọc
và chuy
ển giao giữa UMTS và WLAN.
· V
ề phương pháp: Sử dụng kỹ thuật chuyển giao dọc ñể
nghiên c
ứu chuyển giao giữa UMTS và WLAN.
ư Nhiệm vụ nghiên cứu.
· Nghiên c
ứu quá trình chuyển giao giữa UMTS và WLAN.
· Kh
ảo 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 k
ết quả tương ứng với các giao thức tương ứng.
4. Ph
ương pháp nghiên cứu
Để giải quyết vấn ñề chuyển giao trong các mạng không ñồng
nh
ất, chúng tôi sử dụng kỹ thuật chuyển giao dọc với sử dụng giao thức
Mobile IPv6, giao th
ức Mobile IPv6 với sự hỗ trợ của chuẩn IEEE
802.21 và s
ử dụng giao thức SCTP trong quá trình chuyển giao giữa
m
ạng UMTS và WLAN
5. Ý ngh
ĩa khoa học và thực tiễn của ñề tài
Để ñạt ñược chuyển giao dọc không bị ñứt quãng trong các môi
tr
ường mạng không ñồng nhất, nó là cần thiết ñể ñảm bảo tính liên tục và
ch
ất lượng dịch vụ, có nghĩa là ñộ trễ thấp và mất gói thấp trong thời
gian chuy
ển giao.
6. C
ấu trúc của luận văn.
Ngoài các ph
ần mở ñầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục,
ph
ần nội dung chính của luận văn gồm có bốn chương.
Ch
ương 1. Tổng quan về sự phát triển của mạng thông tin di ñộng
Ch
ương 2. Trình bày tổng quan về mạng UMTS, WLAN và kiến
trúc k
ết hợp
Ch
ương 3. Trình bày về kỹ thuật chuyển giao dọc
Ch
ương 4.Nghiên cứu mô phỏng chuyển giao giữa UMTS và
WLAN. https://dethi.org/

5. - 5 -

CH
ƯƠNG 1
T
ỔNG QUAN VỀ MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG

1.1. GI
ỚI THIỆU
1.2. S
Ự PHÁT TRIỂN CỦA MẠNG THÔNG TIN DI ĐỘNG
1.2.1. M
ạng thế hệ thứ nhất
Chúng ta b
ắt ñầu với mô hình mạng tham chiếu của Hiệp hội
TIA/EIA tiêu chu
ẩn IS-41. Mô hình mạng này cũng ñại diện cho mạng
c
ủa hệ thống thế hệ ñầu tiên chỉ hỗ trợ dịch vụ thoại mà không hỗ trợ
d
ịch vụ dữ liệu. Mô hình tham chiếu là tương ñương kiến trúc GSM.
1.2.2. M
ạng thế hệ thứ hai
M
ột tính năng quan trọng của hệ thống thế hệ thứ hai là khả năng
d
ịch vụ dữ liệu của nó. Ví dụ, IS-95 hỗ trợ dịch vụ dữ liệu chuyển mạch
kênh, fax k
ỹ thuật số, IP, MIP, và dữ liệu gói số mạng tế bào CDPD.
GSM cung c
ấp dịch vụ tin nhắn ngắn và dữ liệu chuyển mạch kênh ở
m
ức tốc ñộ lên tới 9.6 kbps cho mỗi khe.
1.2.3. Các m
ạng 2G+
Các tính n
ăng nổi bật của kiến trúc này như sau.
Th
ứ nhất, nó bao gồm một mạng xương sống dựa trên IP/ATM.
Th
ứ hai, nó kết nối với các mạng ñã có một cách khá ñơn giản.
Th
ứ ba, nó cho phép xử lý phân tán, do ñó giảm tải mạng lõi, và
cung c
ấp một nền tảng các dịch vụ mới, tính năng, và các ứng dụng
(ch
ẳng hạn như là một tính năng mới, MPEG-2, hoặc ứng dụng MPEG-
4) có th
ể ñược phát triển, thử nghiệm và ñược cài ñặt trong hệ thống
m
ạng khi cần thiết. Cuối cùng, kiến trúc tương thích với một mạng lưới
toàn IP là xu h
ướng của tương lai. https://dethi.org/

6. - 6 -

1.2.4. Mạng thế hệ thứ ba
Các
ñối tác dự án 3G ñược xác ñịnh 3G là một kiến mạng chuyển
m
ạch gói toàn IP. Kiến trúc này thực sự là một sự tiến hóa của mạng
GPRS. M
ột 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
m
ột mạng IP tới mạng 2G, 2G+, GSM/GPRS và các phiên bản trước ñó
c
ủa mạng 3G, và ngược lại.
· Chuy
ển giao phải ñược hỗ trợ giữa bất kỳ hai mạng IP, giữa bất
k
ỳ 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 b
ất kỳ mạng IP, và giữa một mạng IP và bất kỳ
m
ạng 2G hoặc 2G+.







https://dethi.org/

7. - 7 -

CH
ƯƠNG 2
T
ỔNG QUAN VỀ MẠNG UMTS, WLAN VÀ KIẾN TRÚC
K
ẾT HỢP

2.1. T
ỔNG QUAN VỀ MẠNG UMTS
2.1.1. Gi
ới thiệu
H
ệ thống UMTS là một trong các công nghệ di ñộng 3G. UMTS
d
ựa trên nền tảng W-CDMA, ñược chuẩn hóa bởi Tổ chức các ñối tác
phát tri
ển 3GPP. UMTS ñôi khi còn ñược gọi là 3GSM, ñể chỉ sự kết
h
ợp về bản chất công nghệ 3G của UMTS và chuẩn GSM truyền thống.
ư Tốc ñộ dữ liệu
ư Các băng tần
2.1.2. Kiến trúc mạng
Ki
ến trúc mạng UMTS gồm ba phần chính là: Thiết bị người sử
d
ụng (UE), mạng truy nhập vô tuyến mặt ñất UMTS (UMTS Terrestrial
Radio Access Network -UTRAN) và m
ạng lõi (Core Network-CN).
2.1.3. Chuy
ển giao trong mạng UMTS
2.2. T
ỔNG QUAN VỀ MẠNG WLAN
2.2.1. Gi
ới thiệu
2.2.2. C
ấu trúc cơ bản của WLAN
2.2.3. T
ập giao thức WLAN
ư Lớp vật lý.
ư Giao thức MAC. https://dethi.org/

8. - 8 -

2.2.4. Các tiêu chuẩn WLAN
2.3. KI
ẾN TRÚC KẾT HỢP
2.3.1. Các thách th
ức và yêu cầu
Th
ế hệ mạng di ñộng không dây trong tương lai sẽ dựa trên mạng
toàn IP d
ẫn 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
th
ức di ñộng mới ñể cung cấp chuyển vùng liền mạch và chất lượng dịch
v
ụ cung cấp.
2.3.2. Tính di
ñộng và chuyển vùng liền mạch
2.3.3. Kiến trúc kết hợp
M
ột số phương pháp ñã ñược ñề xuất cho sự kết hợp giữa mạng
WLAN và m
ạng tế bào dựa trên các sự phụ thuộc lẫn nhau giữa hai
m
ạng 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.
ư Tích hợp lỏng
ư Tích hợp chặt


https://dethi.org/

9. - 9 -

CH
ƯƠNG 3
K
Ỹ THUẬT CHUYỂN GIAO DỌC

3.1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ CHUYỂN GIAO
3.1.1. Gi
ới thiệu
3.1.2. Quy
ết ñịnh chuyển giao dọc
3.1.2.1. C
ấu trúc cơ bản của USHA
3.1.2.2. Mô hình quy
ết ñịnh thông minh
3.1.2.3. Quy
ết ñịnh chuyển giao dọc phân bố
3.1.3. Thi
ết kế kiến trúc và hệ thống
3.1.3.1.
Đặc ñiểm của hệ thống
B3G ho
ặc 4G ước tính sẽ ñược thực hiện khoảng năm 2010 hoặc
2011 và d
ựa trên năm yếu tố: (1) các dịch vụ hoàn toàn hội tụ, (2) truy
c
ập 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. K
ỹ 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 m
ạng truy cập không ñồng nhất
3.1.3.4. Các mô hình k
ết hợp
Có hai mô hình k
ết hợp giữa mạng WLAN với các mạng tế bào,
mô hình tích h
ợp lỏng và tích hợp chặt. Với hai mô hình có thể giải
quy
ết ñược vấn ñề quản lý di ñộng toàn cầu.
3.1.3.5. C
ấp phát tài nguyên
Có th
ể chia sẻ lưu lượng giữa các mạng không dây không ñồng
nh
ất, ñặc biệt là khi xem xét các mô hình tích hợp chặt, thực hiện chuyển
giao d
ọc là một cách thức cấp phát tài nguyên. https://dethi.org/

10. - 10 -

3.1.4. Quản lý di ñộng trong các mạng không ñồng nhất
V
ấn ñề quản lý di ñộng bao gồm các kịch bản di ñộng theo chiều
d
ọc, phương pháp, ñiều khiển, thuật toán, cách tiến hành, các giao thức,
các thông s
ố, tham số và ño các tham số
3.1.4.1. Di
ñộng vi mô và vĩ mô
3.1.4.2. Cách th
ức chuyển giao
3.1.4.3. Các
ñặc tính của chuyển giao dọc
Th
ủ tục chuyển giao nói chung bao gồm các vấn ñề như sự ñăng
ký, k
ết hợp, bỏ kết hợp, ñể thực hiện chuyển giao cơ cấu quyết ñịnh
chuy
ển giao ño lường nhiều thông số khác nhau.
3.2. CÁC GIAO TH
ỨC QUẢN LÍ DI DỘNG VÀ CHUẨN IEEE
802.21
3.2.1. Giao th
ức Mobile IP version 4 (MIPv4)
Ho
ạt ñộng của MIPv4 ñược thể hiện như hình 3.12.

Hình 3.12: Mô t
ả hoạt ñộng giao thức Mobile IPv4 https://dethi.org/

11. - 11 -

3.2.2. Giao thức Mobile IPv6 (MIPv6)
Th
ủ tục cơ bản của MIPv6 ñược mô tả trong hình 3.13.

Hình 3.13: Các th
ủ tục hoạt ñộng của giao thức Mobile IPv6
3.2.3. M
ột số giao thức mở rộng cho giao thức Mobile IPv6
ư Giao thức Mobile IPv6 phân cấp (HMIPv6)
ư Giao thức chuyển giao nhanh (FMIPv6)
3.2.4. Giao th
ức Stream Control Transmission Protocol (SCTP)
Giao th
ức truyền dẫn ñiều khiển luồng SCTP là một giao thức ở
l
ớp chuyển vận (lớp 4) ñược phát triển ñể khắc phục các nhược ñiểm của
hai giao th
ức TCP và UDP, và có thể xem như là sự kết hợp của hai giao
th
ức này.
3.2.4.1. M
ột số ñặc ñiểm nổi bật của giao thức SCTP
ư Đa chủ (Multihoming)
ư Đa luồng (Multistream) https://dethi.org/

12. - 12 -

3.2.4.2. Mở rộng giao thức SCTP hỗ trợ cho chuyển giao
M
ột 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]. V
ới mSCTP, mỗi ñầu cuối SCTP có thể thêm hoặc xóa một ñịa
ch
ỉ IP của một liên kết SCTP. Nó cũng có thể thực hiện hoạt ñộng
Primary Change nh
ằm thay ñổi ñịa chỉ chính.
3.2.4.3. Tri
ển khai giao thức mSCTP cho chuyển giao giữa mạng
UMTS và WLAN
3.2.5. Chu
ẩn IEEE 802.21 Media Independent Handover (MIH)
3.2.5.1. Ki
ến trúc MIH


Hình 3.19: ServiceMô hình MIHF t
ổng quát
Các
ñiểm truy nhập dịch vụ (Service Access Points-SAP)
MIHF giao ti
ếp với các lớp khác và các mặt phẳng chức năng sử
d
ụng SAP. Mỗi SAP bao gồm một tập hợp các dịch vụ ñặc trưng cho
nh
ững tương tác giữa người sử dụng dịch vụ và nhà cung cấp dịch vụ. https://dethi.org/

13. - 13 -

· MIH_SAP ñặc trưng cho ñiểm truy nhập dịch vụ ñộc lập về
ph
ương tiện (Media Independent SAP).
· MIH_LINK_SAP:
ñặc trưng cho ñiểm truy nhập phụ thuộc về
ph
ương tiện (Media Dependent SAP).
· MIH_NET_SAP: Các
ñiểm truy nhập dịch vụ phụ thuộc
ph
ương tiện (Media Dependent SAP).
3.2.5.2. Các
ñiểm tham chiếu trong MIH
Có n
ăm ñiểm tham chiếu trong MIH.
· RP1: Mô t
ả các thủ tục của MIHF giữa MIH trên MN và MIH
PoS trên th
ực thể mạng là PoA ñang phục vụ của MN (lớp 2).
· RP2: Mô t
ả các thủ tục của MIHF giữa MIH trên MN và MIH
PoS trên th
ực thể mạng là PoA ứng cử của MN (lớp 3).
· RP3: Mô t
ả các thủ tục MIHF giữa MIHF trên MN và MIH
PoS trên m
ột thực thể mạng không phải là PoA của MN (lớp 3).
· RP4: Mô t
ả các thủ tục MIHF giữa một MIH PoS trong một
th
ực thể mạng và một MIH non-PoS trong một thực thể mạng khác
(l
ớp 3).
· RP5: Mô t
ả các thủ tục MIHF giữa hai MIH PoS thuộc hai
th
ực thể mạng khác nhau (lớp 3).
3.2.5.3. Các d
ịch vụ MIH
ư Các dịch vụ quản lí (Service management primitive)
Tr
ước 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: https://dethi.org/

14. - 14 -

Phát hiện dịch vụ MIH (MIH_Capability_Discovery)
Đăng kí MIH (MIH_registration)
Đăng kí các sự kiện MIH (MIH_event subscription)
ư Dịch vụ sự kiện (Media Independent Event Service)
ư Dịch vụ lệnh (Media Independent Command Service)
ư Dịch vụ thông tin (Media Independent Information Service)

https://dethi.org/

15. - 15 -

CH
ƯƠNG 4
NGHIÊN C
ỨU MÔ PHỎNG CHUYỂN GIAO
GI
ỮA UMTS VÀ WLAN

4.1. MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHUY ỂN GIAO DỌC GIỮA
M
ẠNG UMTS VÀ WLAN S Ử DỤNG CHUẨN IEEE 802.21 HỖ
TR
Ợ CHO GIAO THỨC MIPv6
4.1.1. K
ịch bản mô phỏng
Hình 4.1 mô t
ả cấu hình mạng mô phỏng chuyển giao giữa UMTS
và WLAN

Hình 4.1: Mô hình mô ph
ỏng mạng
· Tr
ường hợp 1: MN không sử dụng L2 trigger hoặc các khả
n
ăng của chuẩn MIH ñể hỗ trợ cho giao thức quản lí di ñộng lớp 3
MIPv6: Quá trình phát hi
ện chuyển ñộng ñược thực hiện hoàn toàn
thông qua các b
ản tin RA (Router Advertisement) ñược gửi theo chu kì
b
ởi AP.
· Tr
ường hợp 2: MN sử dụng các bản tin Link Detected/ Link
Up/ Link Down
ñể thực hiện chuyển giao https://dethi.org/

16. - 16 -

· Trường hợp 3: MN sử dụng các bản tin Link Detected/ Link
Up và dùng b
ản tin Link Going Down thay cho bản tin Link Down ñể
th
ực hiện chuyển giao.
4.1.2. K
ết quả mô phỏng
Tr
ường hợp 1
·
Ảnh hưởng của chu kì gửi các bản tin RA ñến trễ chuyển giao
t
ừ 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
Tre chuyen giao (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
m
ạng WLAN sang UMTS. https://dethi.org/

17. - 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 thoi gian phat hien di dong / Tre chuyen giao (%)
Router lifetime (s)
Hình 4.7: T
ỉ lệ giữa thời gian phát hiện di ñộng/trễ khi chuyển
giao t
ừ WLAN sang UMTS phụ thuộc vào giá trị Router Lifetime
Tr
ường 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
Tre chuyen giao (s)
MaxDelay RA (s)
Hình 4.8:
Ảnh hưởng của giá trị MaxRADelay ñến trễ chuyển
giao t
ừ UMTS sang WLAN https://dethi.org/

18. - 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 1Ti le thoi gian phat hien chuyen dong / Tre chuyen giao (%)
MaxDelay RA (s)
Hình 4.9: T
ỉ lệ thời gian phát hiện di ñộng/trễ chuyển giao từ
UMTS sang WLAN
Hình 4.8 và 4.9 mô t
ả ảnh hưởng của thời giá trị này ñến trễ
chuy
ển 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
b
ị mất trước khi khởi tạo sự kiện Link Down. Hình 4.10 cho thấy rằng
khi ng
ưỡng số lượng bản tin bị mất tăng thêm 1 thì trễ chuyển giao sẽ
t
ăng thêm khoảng 100ms. https://dethi.org/

19. - 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
Tre chuyen giao (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
quy
ết 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 10Scale of movement detection time/Handover Delay (%)
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
quy
ết ñịnh chuyển giao ñến tỉ lệ thời gian phát hiện di ñộng trễ
chuy
ển giao từ WLAN sang UMTS
Tr
ường hợp 3
Hình 4.12 cho th
ấy 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 t
ừ bất kì một giao diện nào khi MN chuyển ñộng với các vận tốc khác https://dethi.org/

20. - 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
Thoi gian ngat ket noi (%)
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
ng
ắt 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 luong goi tin nhan duoc tren giao dien WLAN
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
nh
ận trên giao diện WLAN (chuyển giao WLAN sang UMTS) https://dethi.org/

21. - 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
Thoi gian ket noi voi mang WLAN (%)
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
truy
ền trên giao diện WLAN (chuyển giao WLAN sang UMTS)
4.2. MÔ PH
ỎNG QUÁ TRÌNH CHUY ỂN GIAO DỌC GIỮA
M
ẠNG UMTS VÀ WLAN SỬ DỤNG GIAO THỨC SCTP
4.2.1. K
ịch bản mô phỏng
K
ịch bản 1 (CN có một ñịa chỉ IP: single-home)

K
ịch bản 2 (CN có hai ñịa chỉ IP: dual-home) https://dethi.org/

22. - 22 -


Hình 4.15: K
ịch bản mô phỏng chuyển giao dọc sử dụng giao thức
SCTP
4.2.2. K
ết quả mô phỏng
Trong k
ịch bản ñầu tiên, trễ chuyển giao từ UMTS-WLAN là
354ms, t
ừ WLAN sang UMTS là 210ms; trong kịch bản thứ hai trễ
chuy
ển giao từ UMTS-WLAN giảm xuống chỉ còn 121.3ms.
Hình 4.16 mô t
ả trễ chuyển giao của kịch bản 1 khi MN chuyển
giao t
ừ mạng UMTS sang WLAN.

Hình 4.16: Tr
ễ chuyển giao kịch bản 1 khi chuyển giao từ mạng
UMTS sang WLAN
D
ựa trên các kết quả ở hình 4.17, hình 4.18 và hình 4.19, thấy
r
ằng hiệu quả về thông lượng MN nhận ñược trong kịch bản thứ hai cũng
t
ốt 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 https://dethi.org/

23. - 23 -

hai ñường rõ ràng cho việc truyền nhận dữ liệu giữa MN và CN. Đường
d
ự phòng có thể phục vụ cho khả năng chống lỗi trong quá trình truyền
d
ữ 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
Transmission Sequence Number
Time(s)

Interface UMTS-Multihome
Interface WLAN-Multihome
Interface UMTS-Singlehome
Interface WLAN-Singlehome

Hình 4.17: Tr
ễ chuyển giao khi chuyển từ mạng UMTS sang
WLAN

Hình 4.18: Thông l
ượng nhận ñược bởi MN khi chuyển giao từ
UMTS sang WLAN trong k
ịch 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
Throughput (kbps)
Time (s)
Interface UMTS
Interface WLANhttps://dethi.org/

24. - 24 -

0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
2600
2800
3000
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60
Throughput (kbps)
Time(s)
Interface UMTS
Interface WLAN

Hình 4.19: Thông l
ượng nhận ñược bởi MN khi chuyển giao từ
UMTS sang WLAN s
ử dụng kịch bản











https://dethi.org/

25. - 25 -

K
ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Luận văn này ñã nghiên cứu về chuyển giao dọc, tầm quan trọng
và nh
ững khó khăn khi thực hiện chuyển giao dọc giữa các mạng
h
ỗn hợp.
Lu
ận văn cũng ñã tìm hiểu các giao thức quản lí di ñộng ñang
ñược sử dụng phổ biến hiện nay. Đó là giao thức Mobile IP và giao thức
SCTP. Giao th
ức Mobile IP có ñặc ñiểm là ñơn giản, dễ dàng mở rộng
nh
ưng có hạn chế là trong mạng cần thêm các thực thể ñặc biệt và ñặc
bi
ệt là có trễ chuyển giao lớn. mSCTP với khả năng cấu hình ñịa chỉ
ñộng trong một liên kết ñang diễn ra và các khả năng của SCTP như ña
lu
ồng và ña chủ nên mSCTP là một giao thức thích hợp cho cả các hoạt
ñộng trên mạng cố ñịnh và di ñộng với trễ chuyển giao nhỏ. Một chuẩn
ñang ñược nghiên cứu và phát triển với mục tiêu là hỗ trợ cho chuyển
giao d
ọc là chuẩn 802.21 cũng ñược trình bày.
Trong ch
ương 4, luận văn ñã thực hiện ñược việc mô phỏng và
ñánh giá hiệu năng của các giao thức quản lí di ñộng khác nhau trong
vi
ệc ñảm bảo chuyển giao không ngắt quãng khi thực hiện chuyển giao
d
ọc giữa hai mạng UMTS và WLAN.
Nh
ững kết quả mô phỏng thực hiện bằng phần mềm NS2 ñã chỉ ra
r
ằng việc sử dụng giao thức mSCTP hoặc sử dụng chuẩn IEEE 802.21
kh
ởi tạo các sự kiện lớp dưới ñể hỗ trợ cho giao thức Mobile IPv6 là
giao th
ức quản lí di ñộng ở lớp trên cho hiệu năng chuyển giao tốt hơn
(tr
ễ chuyển giao) so với việc sử dụng giao thức Mobile IPv6 thông
th
ường.
Trong tr
ường hợp sử dụng chuẩn IEEE 802.21 hỗ trợ cho giao
th
ức Mobile IPv6, luận văn ñã nghiên cứu việc khởi tạo chuyển giao sớm
ñể có thể ñạt ñược chuyển giao dọc không ngắt quãng. Tuy nhiên, khi https://dethi.org/

26. - 26 -

chuyển giao sớm thì thời gian và lượng thông tin truyền trên mạng có tốc
ñộ cao hơn (mạng WLAN) sẽ giảm ñi. Do ñó, ứng với các vận tốc
chuy
ển ñộng khác nhau của thiết bị di ñộng cần lựa chọn thời ñiểm
chuy
ển giao sớm phù hợp.
Tuy v
ậy, luận văn chưa ñánh giá ñược việc sử dụng kết hợp chuẩn
IEEE 802.21 v
ới giao thức mobile SCTP ñể có ñược sự so sánh thật sự
chính xác v
ề hai giải pháp cải thiện hiệu quả của giao thức Mobile IPv6.
V
ấn ñề chuyển giao dọc là một vấn ñề phức tạp bao gồm nhiều
khía c
ạnh khác nhau. Để ñảm bảo chuyển giao dọc không ngắt quãng,
c
ũng như ñáp ứng ñược các yêu cầu riêng của các dịch vụ và các yêu cầu
c
ủa người sử dụng, bên cạnh việc lựa chọn giao thức quản lí chuyển giao
có tr
ễ chuyển giao nhỏ thì các thuật toán quyết ñịnh chuyển giao cũng
c
ần ñược nghiên cứu thêm ñể sử dụng kết hợp với chuẩn IEEE 802.21 và
giao th
ức Mobile IPv6 bảo ñảm quyết ñịnh ñúng mạng truy nhập cần lựa
ch
ọn ñể thực hiện chuyển giao.
Hi
ện nay, chuẩn IEEE 802.21 vẫn ñang trong giai ñoạn phát triển
và chu
ẩn hóa; trong khi ñó, giao thức SCTP hiện tại ñã ñược nhiều hệ
ñiều hành hỗ trợ, vì thế việc triển khai Testbed sử dụng giao thức SCTP
cho chuy
ển giao dọc giữa hai mạng UMTS và WLAN cần ñược nghiên
c
ứu và thực hiện.
https://dethi.org/