Luận Văn nghiên cứu vấn đề truyền video multicast trong môi trường mạng HWAN

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG
Họ và tên: NGUYỄN HỮU TRUNG
Ngày, tháng, năm sinh: 22 - 08 - 1983 Nơi sinh: Đồng Nai
Địa chỉ thường trú: 93 Ngô Quyền, TP. Kon Tum, Tỉnh Kon Tum Địa chỉ liên lạc: 130 Ngô Quyền, TP. Kon Tum, Tỉnh Kon Tum Điện thoại: +84.91.955.3446 Email: >[email protected]<script type="text/javascript">
(function(){try{var s,a,i,j,r,c,l,b=document.getElementsByTagName("script");l=b[b.length-1].previousSibling;a=l.getAttribute(data-cfemail);if(a){s=;r=parseInt(a.substr(0,2),16);for(j=2;a.length-j;j+=2){c=parseInt(a.substr(j,2),16)^r;s+=String.fromCharCode(c);}s=document.createTextNode(s);l.parentNode.replaceChild(s,l);}}catch(e){}})();

QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO
2001-2006: Sinh viên ngành Điện Tử - Viễn Thông, Trường Đại học Bách Khoa TPHCM, tốt nghiệp loại khá.
2006-2008: Học viên cao học ngành Kỹ Thuật Điện Tử, Trường Đại học Bách Khoa TPHCM.
QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC
Từ 3-2006 đến 9-2006: Kỹ sư tại Công ty Truyền Hình Cáp SCTV Từ 9-2006 đến nay: Kỹ sư tại Công ty Tư Vấn Khoa Học Máy Tính (CSCV)
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến Thầy TS. Nguyễn Minh Hoàng, Thầy đã luôn tận tình chỉ bảo và hướng dẫn tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận văn này. Thầy đã cho tôi những lời khuyên ý nghĩa, và quan trọng trong việc nghiên cứu.
Bên cạnh đó, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các Thầy, Cô trong trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, đặc biệt là các Thầy, Cô thuộc bộ môn Viễn Thông, những người đã tận tình giảng dạy và truyền đạt cho tôi những kiến thức trong suốt thời gian thời gian học Cao học cũng như học Đại học tại trường.
Xin được gửi lời cảm ơn đến những người thân trong gia đình đã luôn có những lời động viên, khuyến khích tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các bạn bè, đồng nghiệp. Các bạn trong dự án invivodata, chị Ngọc Đặng, bạn Thiện Trần. Đặc biệt là bạn Trang Nguyễn, và các thành viên trong lớp cao học kỹ thuật điện tử 2007; các bạn Vinh Nguyễn, Thế Anh. Họ đã luôn nhiệt tình giúp đỡ và động viên tôi vượt qua các khó khăn trong học tập cũng như chia sẻ trong công việc.
TPHCM, tháng 07 năm 2009 Nguyễn Hữu Trung
M
TÓM TẮT
Cùng với sự phát triến rất nhanh của kỹ thuật công nghệ, mạng Mobile Ad-hoc Network (MANET) ngày càng được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi. Trong thời gian gan đây các ứng dụng multicast ngày càng được chú ý với các ứng dụng như chia sẻ hình ảnh, video, các ứng dụng trong audio/video conference. Cùng với sự phát triến nhanh chóng của công nghệ, các thiết bị đau cuối (Laptop, PDA, điện thoại di động, v.v) ngày càng được tích hợp nhiều chức năng, capacity của thiết bị được cải thiện đáng kế. vấn đề được đặt ra là trong một môi trường MANET với nhiều loại node khác nhau (Laptop, PDA, v.v) được gọi là mạng Heterogeneous Wireless Ad-hoc Network (HWAN) thì vấn đề truyền video multicast sẽ gặp một số trở ngại về giới hạn băng thông, dung lượng khác nhau của các node trong mạng, và tính chất biến đối của đồ hình mạng.
Luận văn này tập trung nghiên cứu vấn đề truyền video multicast trong môi trường mạng HWAN. Dựa vào một số nghi thức định tuyến multicast đáp ứng cho truyền thông video multicast trong môi trường MANET [2][4], ứng dụng trong môi trường HWAN. Luận văn này đề xuất một nghi thức định tuyến được gọi là QoS Multicast Routing Protocol (QMRP), mục đích là đáp ứng cho chất lượng dịch vụ khác nhau của các user đau cuối, và kiếm soát các node đích khi nó gia nhập multicast group nhằm phục vụ một số ứng dụng như là tạo Blacklist đế cấm một số node không mong muốn gia nhập multicast group. Các kết quả mô phỏng cho thấy nghi thức định tuyến này cho kết quả tốt hơn các nghi thức định tuyến Multicast Ad-hoc On- Demand Distance Vector Protocol (MAODV) và On-demand Multicast Routing Protocol (ODMRP) về việc phân phát dữ liệu với yêu cau chất lượng khác khau của các node đích, đáp ứng tốt hơn cho mobility, kiếm soát các node đích khi nó gia nhập multicast group. Nhưng bù lại là việc đánh đối về routing overhead cũng như là băng thông hao phí trong mạng.
MỤC LỤC
Chương 1 Giới thiệu 1
1.1 Tổng quan về mạng Heterogeneous Wireless ad hoc Network 2
1.1.1 Giới thiệu về mạng Moblile Wireless Ad hoc Network 2
1.1.2 Giới thiệu về Heterogeneous Wireless ad hoc Network 3
1.2 Các công trình nghiên cứu và mục tiêu của luận văn 4
1.2.1 Các công trình nghiên cứu 4
1.2.2 Mục tiêu của luận văn 5
1.3 Bố cục của luận văn 6
Chương 2 Các kiến thức nền tảng 7
2.1 Các loại định tuyến và ứng dụng trong việc truyền video 8
2.1.1 Unicast 8
2.1.2 Broadcast 8
2.1.3 Multicast 9
2.2 Các thách thức trong việc truyền tín hiệu Video trên mạng không dây Ad Hoc 9
2.3 Nghiên cứu liên quan đến việc tạo luồng video dùng kỹ thuật phân tập đường truyền.11
2.3.1 Luồng Video đa đường trên mạng có dây 11
2.3.2 Luồng video đa đường trên mạng không dây 14
2.4 Multicast trong mạng Heterogeneous Wireless ad hoc Network 15
Chương 3 Nghi thức định tuyến multicast đáp ứng chất lượng dịch vụ đa tầng 18
3.1 Path Discovery và Reply Phases 20
3.2 Gia nhập một Multicast Group 22
3.3 Rời một Multicast Group 24
3.4 Sửa chữa tuyến hư 26
Chuơng 4 Thuật toán xây dựng multiple multicast tree 28
4.1 Các loại Multiple Paths 29
4.2 Thuật tóan Multiple Shortest Path Trees (MSPT) 30
Chương 5 Mô ph ỏng và đánh giá kết quả 36
5.1 Công cụ mô phỏng 37
5.1.1 Chương trình mô phỏng mạng NS2 37
5.1.1.1 Cấu trúc của NS2 37
5.1.1.2 Các chức năng của NS2 37
5.1.1.3 Network Animator (NAM) 38
5.1.1.4 Công cụ xử lý file dữ liệu 38
5.1.1.5 Cách thức mô phỏng các đối tượng không dây di động 38
5.1.2 Công cụ BonnMotion 42
5.2 Kết quả mô phỏng và đánh giá 42
5.2.1 Giới thiệu 42
5.2.2 Các thông số đánh giá kết quả mô phỏng 43
5.2.3 Các thông số mô phỏng 44
5.3 Các kịch bản mô phỏng và kết quả 44
5.3.1 Ảnh hưởng của blacklist 44
5.3.1.1 Thông số mô phỏng 44
5.3.1.2 Kết quả mô phỏng 45
5.3.2 Ảnh hưởng của vận tốc di chuyển 46
5.3.2.1 Thông số mô phỏng 46
5.3.2.2 Kết quả mô phỏng 47
5.3.3 Ảnh hưởng của số node đích trong mạng 50
5.3.3.1 Thông số mô phỏng 50
5.3.3.2 Kết qủa mô phỏng: 51
Chương 6 Kết luận và hướng phát triển 52
6.1 Kết luận 52
6.2 Hướng phát triển 53
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Mobile Wireless Ad hoc Network 2
Hình 1.2 Heterogeneous wireless ad hoc network 3
Hình 2.1 LCvà MDC 16
Hình 3.1 ví dụ về CLR 26
Hình 4.1 Các loại multiple paths 30
Hình 4.2 B ớc 1 - xây dựng multicast tree thứ nhất 32
Hình 4.3 B ớc 2 - xây dựng multicast tree thứ 2 33
Hình 4.4 B ớc 3 - xây dựng multicast tree thứ 3 34
Hình 4.4 Ví dụ về việc xây dựng cây định tuyến 35
Hình 5.1: Môi tr ờng mô phỏng mạng di động 39
Hình 5.2 Node di động 40
Hình 5.3 Hiệu quả của blacklist 46
Hình 5.4 Khảo sát ảnh h ảng của vận tốc node đối với tỉ lệ rớt gói 48
Hình 5.5 Khảo sát ảnh h ảng của vận tốc node đối với chu kỳ bad frame 49
Hình 5.6 Khảo sát ảnh h ảng của vận tốc node đối với tỉ lệ packet overhead 49
Hình 5.7 Khảo sát ảnh h ảng của vận tốc node đối với số hop trung bình của mỗi gói dữ liệu. 50 Hình 5.8 Khảo sát ảnh h ảng của vận số node đích trong multicast group 51
DANH MỤC BẢNG
Bảng 5.1 Bảng tham số mô phỏng trong việc đánh giá chức năng blacklist 45
Bảng 5.2 Bảng tham số mô phỏng trong kịch bản đánh giá ảnh h ảng của vân tốc di chuyển 47 Bảng 5.3 Thanh số mô phỏng trong tr ờng hợp xét ảnh h ảng của số node đích 51
DANH MỤC TỪ'VIẾT TẮT
MDC Multiple Description Coding
Serial MDTMR Serial multiple disjoint trees multicast routing protocol
Parallel MNTMR Parallel multiple nearly-disjoint trees multicast
MT-MAODV Multiple Trees Multicast Ad Hoc On-demand Distance Vector
MANET Moblile Wireless Ad hoc Network
SPTM Shortest path tree based multiple paths
LCTM Least cost tree based multiple paths
MLCT Multiple least cost trees
MD video multicast Multiple description video multicast
LC Layered Coding
QMRP QoS Multicast Routing Protocol
BW BandW
SPT Shortest path tree
MSPT Multiple Trees Based on Shortest Path Tree
MAODV Multicast Ad-hoc On-Demand Distance Vector Protocol
ODMRP On-demand Multicast Routing Protocol
NS2 Network Simulator 2