Tên đề tài luận án tiến sĩ: Tối ưu hoá 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

NHỮNG KẾT QUẢ MỚI CỦA LUẬN ÁN

Luận án thực hiện khảo sát các công trình nghiên cứu trước đây về lĩnh vực quản lý di động trong mạng di động nói chung và BcN nói riêng, và cho thấy nhiều công nghệ vô tuyến khác nhau (LTE, 5G, NB-IOT, WLAN, MANETs…) cùng tồn tại trong hạ tầng mạng di động, cùng cung cấp các dịch vụ tương tự nhau (thoại, video, data,…). Luận án đã phân tích và đánh giá các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng dịch vụ khi chuyển giao, mức độ ảnh hưởng của các loại giao thức tới các loại ứng dụng khác nhau, tương quan giữa năng lượng tiêu thu và hiệu suất mạng, từ đó rút ra được các yếu tố ảnh hưởng tới hiệu suất chuyển giao của một giao thức quản lý di động đó là (i) Xác suất thất lạc gói tin số liệu;  (ii) Độ trễ báo hiệu và truyền bản tin kết cuối; (iii) Các công nghệ truy cập lớp kết nối; (iv) Loại ứng dụng; (v) Năng lượng tiêu thụ và hiệu suất mạng. Phân tích và đánh giá hiệu suất quản lý di động cho nhiều loại ứng dụng khác nhau của các giao thức đã đề xuất như MIP, TCP-M, SIP. Từ đó chứng minh được các định lý liên quan tới việc thất lạc gói tin và độ trễ trung bình, làm tiền đề xác định các yếu tố cơ bản ảnh hưởng tới QoS khi chuyển giao, đó là: xác suất gói tin bị thất lạc; độ trễ truyền tin; và trung bình độ trễ truyền bản tin báo hiệu.

Đóng góp chính của luận án bao gồm:


  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.

  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. 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.

  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 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.

CÁC ỨNG DỤNG, KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG TRONG THỰC TIỄN HOẶC NHỮNG VẤN ĐỀ CÒN BỎ NGỎ CẦN TIẾP TỤC NGHIÊN CỨU

Các kết quả đạt được nêu trên có thể được sử dụng trong các hệ thống thông tin phục vụ cho lĩnh vực Công nghê thông tin và truyền thông, Logistics, Giao thông, … Hỗ trợ các nhà khai thác mạng hoạch định kiến trúc và dịch vụ mạng, …

Các kết quả nghiên cứu nhận được từ luận án sẽ là các công cụ hỗ trợ hiệu quả cho những nghiên cứu tiếp theo, thúc đẩy quá trình chuẩn hoá công nghệ và dịch vụ mạng. Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu này có thể tiếp tục hoàn thiện để ứng dụng cho các công nghệ mạng thông tin tương lai.

XÁC NHẬN CỦA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

GS.TSKH. Nguyễn Xuân Quỳnh

NGHIÊN CỨU SINH

Lê Ngọc Hưng

Thesis title: Optimizing mobility management in multi-service heterogenous wireless network

Specialization:                          Information system

Code:                                          9.48.01.04

Doctoral candidate:                 Le Ngoc Hung

Supervisor:                                Prof. Dr.Sc. Nguyen Xuan Quynh

Training institution: Posts and Telecommunications Institute of Technology

NEW RESULTS OF THE DISSERTATION

The dissertation referenced previous researches on mobility management in wireless networks in general and BcN in particular, and showed that, many different wireless technologies (LTE, 5G, NB-IOT, WLAN, MANETs …) coexisted in the wirelss network infrastructure, and provided similar services (voice, video, data, …). The dissertation had analyzed and evaluated the factors affecting the quality of service while handover, the impact of types of protocols on different types of applications, the correlation between power  consumption and network performance. From there, we had drawn that the factors affecting the handover performance of a mobility management protocol were (i) Probability of data packet loss; (ii) signaling and end to end transmission delay; (iii) Technologies to access link  layer; (iv) Type of application; (v) Power consumption and network performance. We also analyzed and evaluated mobility management performance for various application types of proposed protocols such as MIP, TCP-M, SIP, and from there, proving the theorems related to packet loss and average latency, as premises to determine the basic factors affecting QoS when handover, which are: probability of packet being lost; communication delay; and average signal transmission delay.

The main contributions of the dissertation include:


  1. Recommend On-Demand Routing Protocol – EEMA for MANETs: EEMA chooses the optimal route for the handover based on the number of hops, the cost function, and the balance between delay and power consumption.

  2. Bandwidth reservation: Based on the basic factors affecting QoS on handover, and use Bayes theory to calculate Pb transfer probability. Build a bandwidth reservation mechanism for the applications where Pb is greater than the handover threshold, to maintain QoS for these applications.

  3. Select the appropriate protocols for the network configuration: OLSR and DSDV for networks with stable structure, low mobility, and AODV for high mobility networks.

  4. Proposing flexible handover management solution (AMMS): to efficiently exploit network resources, meet QoS requirements and power consumption for A, B, C, D, E application classes. This option eliminates factors affecting quality of service such as frame error (FER), probability of data loss, delay of handover signalling. Thus, this AMMS method has two outstanding advantages: (1) Develop adaptive mobility-enabled applications, and (2) Improve handover efficiency through interaction between layers.

APPLICATIONS, PRACTICAL APPLICABILITY, OR PROBLEMS THAT STILL REQUIRE FURTHER RESEARCH

The results achieved above can be used in information systems serving the fields of Information Technology and Communication, Logistics, Transport, … Supporting network operators in network and service planning, …

The research results obtained from the dissertation will be effective tools to support future studies, accelerating the standardization of technology and network services. In addition, these results can be further perfected for the applications of future information network technologies.

CONFIRMATION OF SUPERVISOR

Prof. Dr.Sc Nguyen Xuan Quynh

DOCTORAL CANDIDATE

Le Ngoc Hung


 Luận án tiến sĩ

Tóm tắt Luận án tiến sĩ

Trang Thông tin Luận án tiếng việt 

Trang Thông tin Luận án Tiếng Anh