Luận án tiến sĩ: Định tuyến nâng cao thông lượng mạng dựa trên thiết kế xuyên lớp cho mạng Adhoc - Nguyễn Quang Khánh, ĐHBK Hà Nội

Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng adhoc với thiết kế xuyên lớp. Tối ưu hóa hiệu quả truyền dữ liệu, giảm thiểu tắc nghẽn.

Tác giả

Luan An

Thể loại

Luận án tiến sĩ

Năm xuất bản

Số trang

150

Thời gian đọc

23 phút

Lượt xem

1

Lượt tải

0

Phí lưu trữ

40 Point

Tổng quan nhanh

Chủ đề:
1. Nghiên cứu mạng Adhoc MANET và mô hình thiết kế xuyên lớp
Số trang:
150 trang
Trường:
Đại học Bách khoa Hà Nội
Chuyên ngành:
Kỹ thuật Viễn thông
Tác giả:
Năm:

Tóm tắt nội dung luận án

I. Nghiên cứu mạng Adhoc MANET và mô hình thiết kế xuyên lớp

Mạng Adhoc (MANET) là hệ thống mạng không dây phân tán. Các nút mạng tự cấu hình và kết nối trực tiếp với nhau. Cấu trúc mạng biến đổi liên tục do tính di động của các nút. Mô hình phân tầng truyền thống OSI hoặc TCP/IP bộc lộ nhiều hạn chế lớn trong môi trường này. Các tầng hoạt động độc lập và thiếu sự chia sẻ trạng thái vô tuyến thời gian thực. Tình trạng suy hao kênh truyền và can nhiễu dẫn đến suy giảm thông lượng mạng (throughput). Giải pháp thiết kế xuyên tầng (cross-layer design) ra đời nhằm khắc phục triệt để rào cản trên. Mô hình này cho phép trao đổi thông tin linh hoạt giữa các tầng giao thức. Việc liên kết tầng vật lý, tầng truy nhập môi trường và tầng mạng giúp tối ưu hóa hiệu năng toàn diện. Hệ thống mạng nhờ đó nâng cao độ tin cậy và đảm bảo hiệu suất truyền dẫn ổn định.

1.1. Thách thức và hạn chế của mô hình phân lớp truyền thống

Mô hình phân tầng truyền thống cô lập thông tin giữa các tầng chức năng. Giao thức định tuyến ở tầng mạng chỉ dựa trên số bước nhảy để tìm đường. Cơ chế này bỏ qua điều kiện kênh truyền tại tầng vật lý. Tầng MAC không thể chia sẻ mức độ nhiễu và trạng thái bận của kênh vô tuyến lên tầng trên. Kết quả là nhiều gói tin bị định tuyến qua những nút mạng đang nghẽn hoặc có chất lượng sóng kém. Tỷ lệ lỗi bit tăng cao làm suy hao tín hiệu nghiêm trọng. Năng lượng tiêu hao vô ích do phải phát lại liên tục. Hiệu suất khai thác băng thông vì vậy giảm sút rõ rệt. Những hạn chế này đòi hỏi một phương pháp thiết kế mạng hoàn toàn mới.

1.2. Ưu thế của giải pháp thiết kế xuyên tầng cross layer design

Thiết kế xuyên tầng (cross-layer design) phá bỏ ranh giới nghiêm ngặt giữa các lớp giao thức. Kiến trúc này tạo kênh giao tiếp trực tiếp giữa tầng PHY, MAC và NET. Tầng mạng có thể nắm bắt chính xác mức công suất thu và tỷ lệ nhiễu tín hiệu. Các quyết định chọn đường được đưa ra dựa trên bức tranh toàn cảnh của hệ thống vô tuyến. Phương thức này giúp nâng cao rõ rệt thông lượng mạng (throughput) tổng thể. Hệ thống thích ứng linh hoạt với sự thay đổi nhanh của môi trường truyền sóng. Tài nguyên vô tuyến được khai thác tối đa và giảm thiểu năng lượng lãng phí. Đây là nền tảng cốt lõi để xây dựng các giải pháp tối ưu mạng thế hệ mới.

II. Định tuyến kết hợp cấp phát kênh DSA cho mạng Adhoc MANET

Sự kết hợp giữa giao thức định tuyến và thuật toán cấp phát kênh động DSA mang lại hiệu quả vượt trội. Mạng Adhoc (MANET) thường xuyên đối mặt với hiện tượng nút ẩn, nút hiện và nhiễu đồng kênh CCI. Thuật toán DSA tự động phân tích phổ tần để gán kênh truyền tối ưu cho từng liên kết. Giao thức định tuyến tận dụng dữ liệu phổ tần này để thiết lập các tuyến đường thông suốt. Cơ chế xuyên lớp giữa MAC và NET giúp chọn lựa kênh truyền có mức độ cạnh tranh thấp nhất. Việc phối hợp đa tầng loại bỏ tình trạng xung đột tín hiệu cục bộ. Băng thông khả dụng được tận dụng tối đa trên từng chặng phát sóng. Nhờ đó, chất lượng truyền dẫn và thông lượng mạng (throughput) được cải thiện rõ rệt.

2.1. Cơ chế cấp phát kênh động DSA trên nền tảng PHY và MAC

Thuật toán cấp phát kênh động DSA tại tầng MAC sử dụng tín hiệu báo bận để đánh giá độ khả dụng của kênh. Các nút mạng chủ động lắng nghe môi trường và ghi nhận mức độ chiếm dụng phổ tần. Thông tin cảm nhận vô tuyến từ tầng PHY được truyền tức thì lên tầng MAC. Thuật toán nhanh chóng phân bổ kênh rảnh rỗi cho các kết nối đang hoạt động. Giải pháp này triệt tiêu hiệu quả vấn đề nút ẩn và nút hiện. Hiện tượng nhiễu đồng kênh CCI giảm xuống mức tối thiểu. Gói dữ liệu truyền đi có xác suất va chạm rất thấp. Tỷ lệ thành công của các khung truyền MAC nhờ đó gia tăng đáng kể.

2.2. Giao thức định tuyến tích hợp xuyên lớp PHY MAC NET

Giao thức định tuyến tích hợp đa tầng PHY+MAC+NET xây dựng ma trận kết nối dựa trên tham số thực tế. Thuật toán tính toán trọng số đường truyền từ chất lượng tín hiệu PHY và lịch trình kênh MAC. Tuyến đường được lựa chọn luôn có băng thông rộng và tỷ lệ nhiễu thấp nhất. Thiết kế xuyên tầng (cross-layer design) cung cấp cơ chế cập nhật bảng định tuyến tức thời khi chất lượng kênh suy giảm. Dữ liệu được chuyển hướng kịp thời sang kênh vô tuyến khả dụng khác. Quá trình truyền tải duy trì tốc độ cao và không bị gián đoạn. Hiệu quả vận hành mạng nhờ đó được tối ưu hóa vượt bậc.

III. Định tuyến tối ưu công suất phát và kiểm soát tắc nghẽn

Công suất phát và tốc độ truyền tại tầng PHY ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu năng của mạng Adhoc (MANET). Phát công suất quá lớn gây nhiễu cho các nút lân cận. Phát công suất quá nhỏ làm suy yếu tầm phủ sóng và tăng tỷ lệ lỗi khung. Luận án đề xuất giải pháp tối ưu công suất kết hợp cơ chế kiểm soát tắc nghẽn (congestion control). Hệ thống tự động điều chỉnh mức năng lượng phát sóng vừa đủ để duy trì tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu SNR tối ưu. Song song đó, các nút mạng liên tục theo dõi tải trọng hàng đợi nhằm hạn chế tràn bộ đệm. Sự kết hợp này bảo vệ đường truyền khỏi tắc nghẽn và duy trì thông lượng ổn định.

3.1. Thuật toán điều chỉnh công suất phát và tốc độ truyền

Thuật toán tối ưu tại tầng PHY xác định chính xác danh sách nút lân cận và khoảng cách truyền dẫn. Chỉ số nhiễu IndexI được tính toán để lượng hóa mức độ can nhiễu môi trường. Nút phát tự động lựa chọn công suất phát tương thích với từng nút nhận cụ thể. Tốc độ truyền dữ liệu được nâng lên mức cực đại tương ứng với điều kiện kênh. Tỷ lệ lỗi bit BER giảm đáng kể mà không gây nhiễu cho các tuyến đường xung quanh. Năng lượng tiêu thụ của nút mạng được tiết kiệm tối đa. Mạng duy trì được mật độ liên kết cao cùng khả năng truyền tải dữ liệu siêu tốc.

3.2. Cơ chế kiểm soát tắc nghẽn nâng cao chất lượng đường truyền

Cơ chế kiểm soát tắc nghẽn (congestion control) giám sát chặt chẽ trạng thái hàng đợi tại mỗi nút mạng. Khi dung lượng bộ đệm chạm ngưỡng cảnh báo, nút phát sẽ tự động điều tiết tốc độ nạp dữ liệu. Giao thức định tuyến chủ động phân tán gói tin sang các nhánh trung gian lân cận có tải thấp hơn. Phương thức này ngăn chặn hiện tượng nghẽn cục bộ tại các vị trí tập trung lưu lượng. Dữ liệu lưu thông mượt mà qua các nút mạng mà không bị hủy bỏ gói. Tình trạng sụt giảm hiệu năng mạng được giải quyết triệt để trên toàn hệ thống.

IV. Định tuyến đa đường nâng cao PDR và giảm độ trễ đầu cuối

Định tuyến đa đường (multipath routing) là giải pháp chiến lược nhằm nâng cao tính bền vững trong mạng Adhoc (MANET). Do các nút di chuyển liên tục, tuyến đường đơn lẻ rất dễ bị đứt gãy kết nối. Kỹ thuật đa đường thiết lập đồng thời nhiều tuyến không giao nhau từ nút nguồn đến nút đích. Khi một đường truyền xảy ra sự cố, lưu lượng lập tức chuyển tiếp qua tuyến dự phòng. Luồng dữ liệu không phải chờ đợi quá trình khám phá lại tuyến đường tốn thời gian. Tỷ lệ phân phối gói tin (PDR) nhờ đó luôn duy trì ở mức xuất sắc. Đồng thời, độ trễ đầu cuối (end-to-end delay) giảm sâu, đảm bảo đáp ứng nhanh chóng cho các dịch vụ mạng.

4.1. Cải thiện tỷ lệ phân phối gói tin PDR với đa đường truyền

Cơ chế định tuyến đa đường phân tách giúp tối đa hóa tỷ lệ phân phối gói tin (PDR). Các tuyến đường dự phòng được kích hoạt ngay khi chỉ số tín hiệu của tuyến chính suy giảm. Gói tin được truyền tải liên tục mà không bị rơi rụng do mất liên kết vô tuyến. Thuật toán kiểm tra chất lượng đa đường dựa trên thiết kế xuyên tầng (cross-layer design) để lọc bỏ các nhánh yếu. Độ tin cậy của việc phân phối dữ liệu tăng lên vượt bậc. Hệ thống hoạt động ổn định ngay cả trong điều kiện các nút di động với vận tốc cao và địa hình phức tạp.

4.2. Giảm thiểu độ trễ đầu cuối end to end delay trong truyền tải

Độ trễ đầu cuối (end-to-end delay) là chỉ số sống còn của các ứng dụng tương tác thời gian thực. Định tuyến đa đường phân chia luồng dữ liệu lớn thành nhiều phần nhỏ để truyền song song. Thời gian xếp hàng tại các nút trung gian giảm rõ rệt. Quá trình định tuyến tránh được các điểm thắt cổ chai và nút mạng quá tải. Gói tin đến đích nhanh chóng với độ biến thiên thời gian tối thiểu. Hiệu năng truyền dẫn thời gian thực của mạng Adhoc (MANET) được cải thiện toàn diện, đáp ứng hoàn hảo các tiêu chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt.

V. Cân bằng tải mạng và đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS

Cân bằng tải mạng (load balancing) kết hợp chất lượng dịch vụ (QoS routing) tạo nền tảng vững chắc cho mạng Adhoc (MANET). Mạng không dây phân tán thường bị mất cân đối tải trọng nghiêm trọng. Một số nút trung tâm phải chịu tải quá lớn dẫn đến cạn kiệt năng lượng sớm. Thuật toán định tuyến chất lượng dịch vụ phân phối lưu lượng thông minh dựa trên dung lượng từng nút. Cơ chế định tuyến bảo đảm các ràng buộc khắt khe về băng thông, độ trễ và mất gói. Mạng duy trì khả năng truyền tải dữ liệu đa phương tiện với chất lượng cao. Toàn bộ tài nguyên mạng được khai thác đồng đều và tối ưu.

5.1. Thuật toán cân bằng tải mạng load balancing đa tiêu chí

Thuật toán cân bằng tải mạng (load balancing) đánh giá toàn diện trạng thái năng lượng và mức chiếm dụng hàng đợi. Lưu lượng truyền thông được điều phối linh hoạt qua các nút có tải nhẹ. Điều này ngăn ngừa sự suy kiệt pin cục bộ và kéo dài thời gian sống của toàn mạng. Các nút mạng duy trì mức tiêu hao tài nguyên đồng đều. Băng thông tổng thể được phân bổ hợp lý cho mọi kết nối đồng thời. Hệ thống tránh được các điểm sụp đổ mạng cục bộ. Độ ổn định cấu trúc mạng được củng cố vững chắc trong suốt quá trình hoạt động.

5.2. Tối ưu hóa chất lượng dịch vụ QoS routing trong mạng Adhoc

Giao thức định tuyến chất lượng dịch vụ (QoS routing) cung cấp khả năng phân loại và ưu tiên hóa dữ liệu. Các luồng thông tin khẩn cấp được cấp quyền truyền ưu tiên với độ trễ thấp nhất. Thuật toán sử dụng thông số đa lớp từ thiết kế xuyên tầng (cross-layer design) để dự đoán chất lượng liên kết. Đường truyền được thiết lập cam kết đầy đủ thông lượng mạng (throughput) và giảm thiểu tối đa tình trạng mất gói. Mạng Adhoc (MANET) nhờ đó sẵn sàng đáp ứng các ứng dụng âm thanh, video và điều khiển chính xác cao.

Mục lục chi tiết luận án

LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC
GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
1. NGHIÊN CỨU MẠNG ADHOC VÀ THIẾT KẾ XUYÊN LỚP
1.1. Tổng quan mạng adhoc
1.1.1. Khái niệm mạng adhoc
1.1.2. Đặc điểm mạng adhoc
1.1.3. Ứng dụng của mạng adhoc
1.1.4. Đánh giá các vấn đề hiện tại của mạng adhoc
1.2. Thiết kế phân lớp và xuyên lớp
1.2.1. Thiết kế phân lớp
1.2.1.1. Mô hình OSI
1.2.1.2. Mô hình TCP/IP
1.2.2. Thiết kế xuyên lớp
1.2.2.1. Tổng quan thiết kế xuyên lớp
1.2.2.2. Đặc điểm thiết kế xuyên lớp
1.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG
2. ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYẾN KẾT HỢP VỚI THUẬT TOÁN CẤP PHÁT KÊNH ĐỘNG DSA DỰA TRÊN NỀN TẢNG THIẾT KẾ XUYÊN LỚP
2.1. Thuật toán cấp phát kênh động DSA
2.1.1. Vấn đề nút ẩn, nút hiện
2.1.2. Phương án khắc phục vấn đề nút ẩn/nút hiện
2.1.3. Thuật toán cấp phát kênh động DSA
2.1.4. Vấn đề nhiễu đồng kênh (CCI)
2.1.5. Cơ chế cấp phát kênh dựa trên tín hiệu báo bận
2.1.6. Thuật toán cấp phát kênh động DSA
2.2. Đề xuất thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp MAC+NET
2.2.1. Ma trận kết nối
2.2.2. Thuật toán định tuyến phân lớp
2.2.3. Thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp MAC+NET
2.2.4. Định nghĩa các tham số của thuật toán
2.2.5. Mô hình của thuật toán
2.2.6. Kịch bản mô phỏng
2.2.7. Đánh giá kết quả
2.3. Đề xuất thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp PHY+NET
2.3.1. Thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp PHY+NET
2.3.2. Định nghĩa các tham số của thuật toán
2.3.3. Mô hình của thuật toán
2.3.4. Kịch bản mô phỏng
2.3.5. Đánh giá kết quả
2.4. Đề xuất thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa các lớp PHY+MAC+NET
2.4.1. Thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa các lớp PHY+MAC+NET
2.4.2. Định nghĩa các tham số của thuật toán
2.4.3. Mô hình của thuật toán
2.4.4. Kịch bản mô phỏng
2.4.5. Đánh giá kết quả
2.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG
3. ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYẾN KẾT HỢP VỚI THUẬT TOÁN TỐI ƯU CÔNG SUẤT PHÁT VÀ TỐC ĐỘ TRUYỀN DỰA TRÊN NỀN TẢNG THIẾT KẾ XUYÊN LỚP
3.1. Ảnh hưởng của công suất phát, tốc độ truyền đến thông lượng mạng
3.2. Mối quan hệ giữa tốc độ truyền và thông lượng mạng
3.3. Mối quan hệ giữa công suất phát và thông lượng mạng
3.4. Mối quan hệ giữa công suất phát, nhiễu và thông lượng lượng
3.5. Mối quan hệ giữa công suất phát, tỷ lệ lỗi trong mạng và thông lượng mạng
3.6. Kết luận mối quan hệ giữa công suất phát, tốc độ truyền và thông lượng mạng
3.7. Đề xuất thuật toán tối ưu công suất phát và tốc độ truyền tại lớp PHY
3.7.1. Phương thức xác định nút lân cận
3.7.2. Đề xuất mô hình đánh giá chỉ số nhiễu IndexI
3.7.3. Đề xuất mô hình đánh giá chỉ số lỗi IndexF
3.7.4. Thuật toán tối ưu công suất phát và tốc độ truyền
3.7.5. Đề xuất tính chỉ số thông lượng hai nút liên kết trực tiếp
3.7.6. Đề xuất thuật toán tối ưu chỉ số thông lượng hai nút liên kết trực tiếp
3.7.7. Đề xuất tính chỉ số thông lượng đường truyền
3.8. Đề xuất thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán tối ưu công suất phát, tốc độ truyền dựa trên nền tảng xuyên lớp giữa hai lớp PHY+NET
3.8.1. Ma trận giữa các nút
3.8.2. Ma trận liên kết giữa các nút
3.8.3. Ma trận giá trị tối ưu chỉ số thông lượng giữa các nút
3.8.4. Thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán tối ưu công suất phát và tốc độ truyền dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp PHY+NET
3.8.5. Định nghĩa các tham số của thuật toán
3.8.6. Mô hình của thuật toán
3.8.7. Kích bản mô phỏng
3.8.8. Đánh giá kết quả
3.8.9. Đánh giá hiệu quả thuật toán định tuyến đề xuất với thuật toán định tuyến DSR
3.8.10. Đánh giá hiệu quả thuật toán định tuyến đề xuất với thuật toán định tuyến DSDV
3.8.11. Đánh giá hiệu quả thuật toán định tuyến đề xuất với thuật toán định tuyến Dijkstra
3.8.12. Tổng hợp đánh giá hiệu quả thuật toán định tuyến đề xuất với thuật toán định tuyến DSR, DSDV, Dijkstra
3.9. KẾT LUẬN CHƯƠNG
4. ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYẾN KẾT HỢP VỚI PHƯƠNG THỨC MÃ MẠNG, THUẬT TOÁN CẤP PHÁT KÊNH ĐỘNG DSA DỰA TRÊN NỀN TẢNG THIẾT KẾ XUYÊN LỚP
4.1. Tổng quan phương thức mã mạng
4.1.1. Khái niệm phương thức mã mạng
4.1.2. Sự khác nhau giữa phương thức mã mạng và phương thức "store and forward"
4.1.3. Ưu điểm của phương thức mã mạng
4.1.4. Nhược điểm của phương thức mã mạng
4.1.5. Mã mạng tuyến tính
4.1.6. Giải pháp xây dựng phương thức mã mạng áp dụng thực tế
4.1.7. Mã mạng tuyến tính ngẫu nhiên
4.1.8. Định dạng gói tin
4.1.9. Mô hình Buffer
4.2. Đề xuất thuật toán định tuyến kết hợp với phương thức mã mạng, thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp
4.2.1. Thuật toán định tuyến kết hợp với phương thức mã mạng, thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp
4.2.2. Định nghĩa các tham số của thuật toán
4.2.3. Mô hình của thuật toán
4.2.4. Kích bản mô phỏng
4.2.5. Đánh giá kết quả
4.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Xem trước tài liệu
Tải đầy đủ để xem toàn bộ nội dung
Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp cho mạng adhoc1

Tải xuống file đầy đủ để xem toàn bộ nội dung

Tải đầy đủ (150 trang)

Trích đoạn nội dung luận án

Tải xuống để đọc toàn bộ

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN QUANG KHÁNH ĐỊNH TUYÊN NÂNG CAO THÔNG LƯỢNG MẠNG DựA TRÊN NỀN TẢNG THIẾT KẾ XUYÊN LỚP CHO MẠNG ADHOC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIẼN THÔNG Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN QUANG KHÁNH HÀ NỘI - 2019 ĐỊNH TUYẾN NÂNG CAO THÔNG LƯỢNG MẠNG DựA TRÊN NỀN TẢNG THIẾT KẾ XUYÊN LỚP CHO MẠNG ADHOC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIẼN THÔNG Ngành: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG Mã số: 9520208 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN VĂN ĐỨC HÀ NỘI - 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các kết quả trình bày trong luận án "Định tuyến nâng cao thông lượng mạng dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp cho mạng adhoc" là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của cán bộ hướng dẫn. Tôi xin cam kết rằng: • Các kết quả trong luận án được thực hiện trong thời gian nghiên cứu và thực hiện luận án tiến sỹ tại Đại học Bách khoa Hà Nội. • Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào trước đây. Các kết quả sử dụng tham khảo đều đã được trích dẫn đầy đủ và theo đúng quy định.

Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Giáo viên hướng dẫn khoa học Tác giả LỜI CẢM ƠN PGS.TS Nguyễn Văn Đức Nguyễn Quang Khánh Luận án tiến sỹ này được nghiên cứu sinh thực hiện tại Bộ môn Kỹ thuật thông tin, Viện Điện tử viễn thông, Đại học Bách khoa Hà Nội dưới sự hướng dẫn khoa học của PGS.TS Nguyễn Văn Đức. Nghiên cứu sinh xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy về định hướng khoa học, chỉ dẫn thực hiện những nhiệm vụ cần thiết cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi đề công trình nghiên cứu này được hoàn thành. Nghiên cứu sinh cũng xin trân trọng cảm ơn Lãnh đạo trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, Viện Đào tạo Sau Đại học, Viện Điện tử viễn thông, Bộ môn Kỹ thuật thông tin đã tạo điều kiện thuận lợi để tội hoàn thành nhiệm vụ của mình trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Nghiên cứu sinh cũng xin trân trọng cảm ơn thầy Hà Duyên Trung, Nguyễn Tiến Hòa, Viện Điện tử viễn thông đã hỗ trợ quá trình chỉnh sửa luận án.

Cuối cùng, tôi cũng bày lòng biết ơn đến gia đình, bạn bè đã ủng hộ và động viện giúp đỡ tôi trong thời gian làm luận án. Hà Nội, ngày tháng năm 2019 Tác giả Nguyễn Quang Khánh Mục lục MỤC LỤC. DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT. vi DANH MỤC HÌNH VẼ.

viii DANH MỤC BẢNG. xiii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU TOÁN HỌC. xiv GIỚI THIỆU LUẬN ÁN. NGHIÊN cứu MẠNG ADHOC VÀ THIET KẾ XUYÊN LỚP.

Tổng quan mạng adhoc. Khái niệm mạng adhoc. Đặc điểm mạng adhoc. Úng dụng của mạng adhoc.

Đánh giá các vấn đề hiện tại của mạng adhoc. Thiết kế phân lớp và xuyên lớp. Thiết kế phân lớp. 18 Mô hình OSI.

18 Mô hình TCP/IP. Thiết kế xuyên lớp. 21 Tổng quan thiết kế xuyên lớp. 21 Đặc điểm thiết kế xuyên lớp.

Kết luận chuơng. ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYEN KET HỘP VỚI THUẬT TOÁN CẤP PHÁT KÊNH ĐỘNG DSA DựA TRÊN NỀN TẢNG THIẾT KE XUYÊN LỚP. Thuật toán cấp phát kênh động DSA. Vấn đề nút ẩn, nút hiện.

26 Phương án khắc phục vấn đề nút ẩn/nút hiện. Thuật toán cấp phát kênh động DSA. 28 Vấn đề nhiễu đồng kênh (CCI). 28 Cơ chế cấp phát kênh dựa trên tín hiệu báo bận.

29 Thuật toán cấp phát kênh động DSA. Đề xuất thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp MAC+NET. Ma trận kết nối. Thuật toán định tuyến phân lớp.

Thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp MAC+NET. 37 Định nghĩa các tham số của thuật toán. 38 Mô hình của thuật toán. 39 Kịch bản mô phỏng.

Đánh giá kết quả. Đề xuất thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp PHY+NET. Thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp PHY+NET. 48 Định nghĩa các tham số của thuật toán.

48 Mô hình của thuật toán. 49 Kịch bản mô phỏng. Đánh giá kết quả. Đề xuất thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa các lớp PHY+MAC+NET.

Thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa các lớp PHY+MAC+NET 55 Định nghĩa các tham số của thuật toán. 56 Mô hình của thuật toán. 56 Kịch bản mô phỏng. Đánh giá kết quả.

Kết luận chuơng. ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYEN KET HỘP VỚI THUẬT TOÁN TỐI Ưu CÔNG SUAT PHÁT VÀ Tốc ĐỘ TRUYỀN DựA TRÊN NEN TẢNG THIET KẾ XUYÊN LỚP 72 3. Ảnh hưởng của công suất phát, tốc độ truyền đến thông luợng mạng 72 3. Mối quan hệ giữa tốc độ truyền và thông luợng mạng.

Mối quan hệ giữa công suất phát và thông luợng mạng. 73 Mối quan hệ giữa công suất phát, nhiễu và thông luợng luợng. 73 Mối quan hệ giữa công suất phát, tỷ lệ lỗi trong mạng và thông luợng mạng 73 3. Kết luận mối quan hệ giữa công suất phát, tốc độ truyền và thông lượng mạng 73 3.

Đề xuất thuật toán tối ưu công suất phát và tốc độ truyền tại lớp PHY 74 3. Phương thức xác định nút lân cận. Đề xuất mô hình đánh giá chỉ số nhiễu IndexI. Đề xuất mô hình đánh giá chỉ số lỗi IndexF.

Thuật toán tối ưu công suất phát và tốc độ truyền. 77 Đề xuất tính chỉ số thông lượng hai nút liên kết trực tiếp. 77 Đề xuất thuật toán tối ưu chỉ số thông lượng hai nút liên kết trực tiếp 78 Đề xuất tính chỉ số thông lượng đường truyền. Đề xuất thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán tối ưu công suất phát, tốc độ truyền dựa trên nền tảng xuyên lớp giữa hai lớp PHY+NET.

Ma trận giữa các nút. 81 Ma trận liên kết giữa các nút. 81 Ma trận giá trị tối ưu chỉ số thông lượng giữa các nút. Thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán tối ưu công suất phát và tốc độ truyền dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp PHY+NET 82 Định nghĩa các tham số của thuật toán.

82 Mô hình của thuật toán. 82 Kích bản mô phỏng. Đánh giá kết quả. 85 Đánh giá hiệu quả thuật toán định tuyến đề xuất với thuật toán định tuyến DSR 86 Đánh giá hiệu quả thuật toán định tuyến đề xuất với thuật toán định tuyến DSDV.

86 Đánh giá hiệu quả thuật toán định tuyến đề xuất với thuật toán định tuyến Dijkstra. 87 Tổng hợp đánh giá hiệu quả thuật toán định tuyến đề xuất với thuật toán định tuyến DSR, DSDV, Dijkstra. Kết luận chương. ĐỀ XUẤT THUẬT TOÁN ĐỊNH TUYEN KET HỘP VỚI PHƯƠNG THỨC MÃ MẠNG, THUẬT TOÁN CAP PHÁT KÊNH ĐỘNG DSA DựA TRÊN NEN TẢNG THIET KẾ XUYÊN LỚP.

Tổng quan phương thức mã mạng. Khái niệm phương thức mã mạng. 91 Sự khác nhau giữa phương thức mã mạng và phương thức "store and forward". 92 Ưu điểm của phương thức mã mạng.

98 Nhược điểm của phương thức mã mạng. Mã mạng tuyến tính. Giải pháp xây dựng phương thức mã mạng áp dụng thực tế. 100 Mã mạng tuyến tính ngẫu nhiên.

101 Định dạng gói tin. 101 Mô hình Buffer. Đề xuất thuật toán định tuyến kết hợp với phương thức mã mạng, thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp. Thuật toán định tuyến kết hợp với phương thức mã mạng, thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp.

108 Định nghĩa các tham số của thuật toán. 108 Mô hình của thuật toán. 109 Kích bản mô phỏng. Đánh giá kết quả.

Kết luận chương. 122 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG Bố. 126 DANH MỤC CÁC TỪ VIÊT TĂT Viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt ACC Access layer Lớp truy cập ADHOC Adhoc network Mạng tùy biến không dây AODV Ad hoc On Demand Giao thức AODV Distance Vector APP Application layer Lớp ứng dụng CCI Co channel Interference Nhiễu đồng kênh CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access Cơ chế chống xung đột with Collision Avoidance kênh DSA Decentralized Dynamic Sub Thuật toán cấp phát kênh Channel Assignment động DSDV Destination Sequenced Giao thức DSDV Distance Vector IEEE Institute of Electrical and Viện công nghệ Kỹ sư Electronics Engineers Điện và Điện tử INT Internet layer Lớp Internet OFDM Orthogonal frequency division Ghép kênh phân chia tần multiplexing số trực giao OFDMA Orthogonal frequency division Đa truy cập phân chia tần multiple access số trực giao OSI model Open Systems Mô hình OSI Interconnection model PHY Physical layer Lớp vật lý PRE Presentation layer Lớp trình diễn QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ MAC MAC layer Lớp liên kết dữ liệu MS Mobile Station Nút truyền nhận vi vii NET Network layer Lớp mạng RTS/CTS Request to Send and Cơ chế tìm kênh truyền Clear to Send Rx Reception Huớng nhận SES Session layer Lớp phiên SINR Signal to interference plus noise Tỷ số tín hiệu trên tạp âm ratio cộng nhiễu TCP/IP model TCP/IP model Mô hình TCP/IP TDD Time Division Duplexing Phân kênh theo khe thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia thời gian TRA Transport layer Lớp vận chuyển Tx Transmission Huớng truyền WIFI Wireless Fidelity Mạng không dây WiMAX Worldwide Interoperability for Mạng Wimax Microwave Acess Danh sách hình vẽ 1.1 Mô hình mạng tế bào.2 Mô hình mạng adhoc.3 Mô hình OSI.4 Mô hình TCP/IP.5 So sánh giữa thiết kế phân lớp và xuyên lớp.3 Nhiễu đồng kênh (CCI) trong hệ thống OFDMA/TDD [99].4 Công suất âm bận thu được tại nút truyền và nút nhận [99].5 Cơ chế truyền dữ liệu tại nút truyền [99].6 Cơ chế nhận dữ liệu tại nút nhận [99].7 Thuật toán cấp phát kênh động DSA [99].8 Ma trận kết nối trong mạng.9 Luồng xử lý của thuật toán định tuyến tìm đườngngắn nhất Dijkstra.10 Luồng xử lý của thuật toán định tuyến kết hợp với thuật toán cấp phát kênh động DSA dựa trên nền tảng thiết kế xuyên lớp giữa hai lớp MAC+NET.11 Các đường kết nối trong kịch bản mô phỏng MAC+NET (06 nút).12 Các đường kết nối tối ưu được lựa chọn bởi hai thuật toán Dijkstra và MAC+NET trong kịch bản mô phỏng (06 nút).13 Các đường kết nối trong kịch bản mô phỏng MAC+NET (10 nút).14 Các đường kết nối tối ưu được lựa chọn bởi hai thuật toán Dijkstra và MAC+NET trong kịch bản mô phỏng (10 nút).

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ

Trích dẫn luận án này

Nguyễn Quang Khánh (2019). Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng cho mạng Adhoc [Luận án tiến sĩ, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội]. LuanAn.net. https://luanan.net/cong-nghe-thong-tin/mang-may-tinh-truyen-thong/luan-an-dinh-tuyen-nang-cao-thong-luong-mang-cho-mang-adhoc

Câu hỏi thường gặp

Luận án "Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng cho mạng Adhoc" nghiên cứu về vấn đề gì?

Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng adhoc với thiết kế xuyên lớp. Tối ưu hóa hiệu quả truyền dữ liệu, giảm thiểu tắc nghẽn.

Luận án "Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng cho mạng Adhoc" được bảo vệ tại trường nào?

Luận án này được bảo vệ tại Trường Đại học Bách khoa Hà Nội. Năm bảo vệ: 2019.

Luận án "Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng cho mạng Adhoc" thuộc chuyên ngành gì?

Luận án "Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng cho mạng Adhoc" thuộc chuyên ngành Kỹ thuật viễn thông. Danh mục: Mạng Máy Tính & Truyền Thông.

Luận án "Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng cho mạng Adhoc" có bao nhiêu trang?

Luận án "Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng cho mạng Adhoc" có 150 trang. Bạn có thể xem trước một phần tài liệu ngay trên trang web trước khi tải về.

Cách tải luận án "Luận án định tuyến nâng cao thông lượng mạng cho mạng Adhoc" về máy như thế nào?

Để tải luận án về máy, bạn nhấn nút "Tải xuống ngay" trên trang này, sau đó hoàn tất thanh toán phí lưu trữ. File sẽ được tải xuống ngay sau khi thanh toán thành công. Hỗ trợ qua Zalo: 0559 297 239.

Luận án liên quan

Chia sẻ tài liệu: Facebook Twitter