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本論文引用網址:     
研究生: 曾祥麒
研究生(外文): Shiang-Chi Tseng
論文名稱: 基於灰色系統理論之異質網路服務品質分析機制
論文名稱(外文): Heterogeneous Networks QoS analyzing mechanisms based on grey system theory
指導教授: 陳毓璋
指導教授(外文): Yu-Chang Chen
學位類別: 碩士
校院名稱: 樹德科技大學
系所名稱: 資訊工程系碩士班
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 146
中文關鍵詞: 異質無線網路跨層換手服務品質保證灰色系統理論
外文關鍵詞: heterogeneous wireless networkscross layerquality of servicegrey system theory
相關次數:
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  • 點閱:9
  • 評分:*****
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  近年來,隨著無線通訊的進步,有越來越多使用者逐漸透過不同的無線網路存取各種即時性的網路服務。當使用者在存取無線網路時,網路的服務品質將非常重要,同時,在異質無線網路環境下,使用者切換到不同網路的情形將越來越頻繁,因此,如何在異質無線網路中提供使用者適合的網路服務品質,並提供換手後仍可持續的品質,將是相當重要的問題。所以本論文提出透過收集網路傳輸時的連線資訊,藉由灰色系統理論的灰方法分析其網路服務品質等級,並以灰局勢決策求得最適合的網路服務品質參數,最後再以Advanced-MIH機制將網路服務品質等級及參數套用到網路資料連結層的服務品質設定中,藉此為使用者提供適用且可延續品質的連線服務。最後,本論文將透過網路模擬器進行驗證,以證明本論文所提之方法可以在異質無線網路環境中提供良好的服務品質保證,並在異質網路換手的過程中,仍可以延續使用者的服務品質到下一個新的網路。

  With the advancement of wireless network technology, more and more people access real-time networking services through different wireless network connections. The quality of service will be very important for wireless communications. Furthermore, vertical handoff will be more and more frequently when people moving among the heterogeneous wireless networks. Therefore, it is an important issue that how to providing people with appropriate quality of service, and providing a sustainable quality after handover in the heterogeneous wireless networks. This paper proposes the Data Streaming Information Collect mechanism (DSIC) to collect information, and using grey system theory to analyzing network quality of service levels. Then, the grey situation decision count the sustainable QoS parameters and the Advanced-MIH mechanism sets QoS level and parameters information to the data link layer''s quality of service setting tables. Final, People will have a seamless connection environment with appropriate and sustainable quality of service. In this paper, we will implement our proposed methods in the Network Simulator 3(NS3) to proving those methods can providing the better quality of service among the heterogeneous wireless networks, and providing a sustainable quality after handover.

目錄
中文摘要  i
ABSTRACT  ii
誌謝  iii
目錄  iv
表目錄  vii
圖目錄  xii
符號說明  xv
第一章 緒論  1
1.1.  研究背景、動機  1
1.2.  研究目的  2
1.3.  論文架構  3
第二章 相關研究  4
2.1.  網路服務品質  4
2.1.1. IEEE 802.16 WiMAX的服務品質保證機制  4
2.1.2. 3GPP LTE服務品質保證對應  6
2.2.  灰色系統理論  7
2.3.  與媒體無關之換手機制(802.21 Media Independent Handover, MIH)  8
第三章 研究方法  10
3.1.  Advanced-MIH機制與資料串流資訊收集機制  10
3.1.1.  資料串流資訊收集機制的基本架構  11
3.1.2.  Advanced-MIH機制的基本架構  11
3.1.3.  資料串流資訊收集機制(DSIC)的類型  12
3.2.  與網路服務品質有關的四個指標性資訊說明  13
3.3.  灰色系統理論-灰生成  14
3.3.1.  以累加生成分析延遲(Delay)資訊  15
3.3.2.  以累減生成分析延遲(Delay)的抖動率(Jitter)資訊  29
3.4.  對延遲(Delay)資訊進行灰關聯分析的方法  33
3.4.1.  灰關聯分析的計算方式  33
3.4.2.  產生灰關聯分析比較用的對照組  35
3.4.3.  計算2nd連線之灰關聯性  37
3.4.4.  將灰關聯分析套用至其他連線驗證其分析結果  40
3.5.  延遲時間類型的判定  46
3.6.  傳輸位元率(Throughput)的分析方法:以灰生成-累減生成分析傳輸位元率(Throughput)的抖動率(Jitter)資訊  50
3.6.1.  傳輸位元率的考量及計算方式  50
3.6.2.  以範例資料說明傳輸位元率的抖動率  50
3.7.  服務品質保證(QoS)的分類與對應方式  52
3.7.1.  以"對延遲敏感與否"區分網路服務品質等級  52
3.7.2.  以"位元率是否固定"區分網路服務品質等級  53
3.7.3.  結合二個條件進行分類  53
3.8.  灰決策:以灰色局勢決策找出最適合的延遲(Delay)、抖動率(Jitter)、傳輸位元率(Throughput)參數。  56
3.8.1.  灰局勢決策的定義及計算方式:  57
3.8.2.  將灰局勢決策應用於網路服務品質保證的參數選擇與設定  58
3.8.3.  驗證灰局勢決策應用於網路服務品質參數分析的結果  62
第四章 模擬與效能分析  91
4.1.  模擬步驟與架構示意  91
4.1.1.  模擬驗證目標  91
4.1.2.  模擬步驟  91
4.2.  建立Advanced-MIH與資料串流資訊收集機制( DSIC)  92
4.2.1.  架構示意圖  92
4.2.2.  在NS3中建立Advanced-MIH與DSIC機制  93
4.2.3.  展示DSIC所收集的網路服務品質參數  94
4.3.  以灰色系統理論分析網路服務品質之驗證  95
4.3.1.  模擬架構示意  95
4.3.2.  模擬參數設定  96
4.3.3.  模擬方式  97
4.3.4.  應用灰色系統理論分析網路參數的模擬結論  119
4.4.  異質網路換手過程的分析  119
4.4.1.  模擬環境說明  119
4.4.2.  換手流程說明  120
4.4.3.  WiMAX、LTE網路傳輸模式等級與參數轉換方式  121
4.4.4.  四種傳輸模式的效能分析  122
4.4.5.  換手模擬結論  140
第五章 結論  141
參考文獻  143

表目錄
表1 Type of data delivery services @ WiMAX  5
表2 各服務品質保證等級所需的參數表  6
表3 Standardized QCI characteristics @ LTE  7
表4 延遲時間資訊  14
表5 延遲時間Delay累加生成表  17
表6 2nd原始資料計算流程  20
表7 2nd對照組資料計算流程  21
表8 3rd原始資料計算流程  22
表9 3rd對照組資料計算流程  22
表10 4th原始資料計算流程  23
表11 4th對照組資料計算流程  23
表12 5th原始資料計算流程  25
表13 5th對照組資料計算流程  25
表14 6th原始資料計算流程  27
表15 6th對照組資料計算流程  27
表16 7th原始資料計算流程  28
表17 7th對照組資料計算流程  28
表18 2nd抖動率資料計算流程  30
表19 2nd對照組料計算流程  30
表20 3rd抖動率資料計算流程  30
表21 3rd對照組料計算流程  30
表22 4th抖動率資料計算流程  30
表23 4th對照組料計算流程  31
表24 5th抖動率資料計算流程  31
表25 5th對照組料計算流程  31
表26 6th抖動率資料計算流程  31
表27 6th對照組料計算流程  31
表28 7th抖動率資料計算流程  32
表29 7th對照組料計算流程  32
表30 延遲時間與抖動率初始化分析資料表  32
表31 2nd灰關聯分析對照組資料  35
表32 2nd延遲時間及對照組累加生成表  36
表33 2nd延遲時間及對照組初值化分析表  37
表34 ∆12計算結果  38
表35 ∆12、∆13與∆14計算結果  38
表36 γ(1k,2k)計算結果  39
表37 γ(1k,2k)、γ(1k,3k)與γ(1k,4k)計算結果  39
表38 γ(1k,2k)、γ(1k,3k)及γ(1k,4k)計算結果  40
表39 3rd連線灰關聯分析流程  41
表40 4th連線灰關聯分析流程  42
表41 5th連線灰關聯分析流程  43
表42 6th連線灰關聯分析流程  44
表43 7th連線灰關聯分析流程  45
表44 傳輸位元率資料  50
表45 累減生成分析傳輸位元率之抖動率  51
表46 以"對延遲敏感與否"為區分條件之分類表  52
表47 以"傳輸位元率是否固定"為區分條件之分類表  53
表48 結合二個條件的條件表  53
表49 固定傳輸位元率及對延遲無感的交集結果  54
表50 固定傳輸位元率及對延遲敏感的交集結果  54
表51 可變動傳輸位元率及對延遲無感的交集結果  54
表52 可變動傳輸位元率及對延遲敏感的交集結果  55
表53 固定傳輸位元率及對延遲無感的交集結果  55
表54 固定傳輸位元率及對延遲敏感的交集結果  55
表55 可變動傳輸位元率及對延遲無感的交集結果  56
表56 可變動傳輸位元率及對延遲敏感的交集結果  56
表57 延遲時間參數表  60
表58 抖動率參數表  61
表59 最大持續傳輸位元率參數設定表  61
表60 最小保留傳輸位元率參數設定表  61
表61 參數基本組合  62
表62 固定傳輸位元率&對延遲無感資料組  63
表63 固定傳輸位元率&對延遲敏感資料組  63
表64 可變動傳輸位元率&對延遲無感資料組  63
表65 可變動傳輸位元率&對延遲敏感資料組  63
表66 固定傳輸位元率&對延遲無感資料組  64
表67連線參數表  65
表68 參數資料組合表  65
表69 固定傳輸位元率&對延遲敏感資料組  70
表70 連線參數表  72
表71 參數資料組合表  72
表72 可變動傳輸位元率&對延遲無感資料組  77
表73 連線參數表  78
表74 參數資料組合表  79
表75 相對目標值一覽表  80
表76 最大持續傳輸位元率目標值一覽表  81
表77 延遲時間目標值一覽表  82
表78 抖動率目標值一覽表  82
表79 綜合效果測度一覽表  83
表80 可變動傳輸位元率&對延遲敏感資料組  84
表81連線參數表  85
表82 參數資料組合表  86
表83 相對目標值一覽表  87
表84 最大持續傳輸位元率目標值一覽表  88
表85 延遲時間目標值一覽表  89
表86 抖動率目標值一覽表  89
表87 綜合效果測度一覽表  90
表88  UGS資料傳輸模式模擬的分析結果  101
表89  RT-VR資料傳輸模式模擬的分析結果  106
表90 NRT-VR資料傳輸模式模擬的分析結果  111
表91 BE資料傳輸模式模擬的分析結果  116
表92 傳輸模式等級與參數轉換對應表  122
表93 模擬參數設定表  123

圖目錄
圖1 802.21MIH架構示意圖  8
圖2 資料串流資訊收集機制(DSIC)示意圖  11
圖3 Advanced-MIH架構圖  12
圖4 延遲時間折線圖  15
圖5 延遲時間累加生成折線圖  17
圖6 延遲時間累加生成關係圖  20
圖7 2nd初值化分析折線圖  21
圖8 3rd初值化分析折線圖  22
圖9 4th初值化分析折線圖  24
圖10 5th初值化分析折線圖  25
圖11 6th初值化分析折線圖  27
圖12 7th初值化分析折線圖  28
圖13 2nd資料與對照組資料關係折線圖  36
圖14 2nd延遲時間及對照組累加生成折線圖  37
圖15 延遲時間類型分析流程  49
圖16 在OSI網路模型中建立DSIC機制之示意圖  92
圖17 NS3網路環境架構示意圖  94
圖18 NS3模擬執行畫面  95
圖19 DSIC收集之資訊示意圖  95
圖20 NS3網路模擬環境示意圖  96
圖21 未使用GQD的UGS資料傳輸模式數據圖  99
圖22 GQD資訊分析示意圖  100
圖23 灰色系統理論分析程式畫面  100
圖24 套用GQD分析所得參數的UGS資料傳輸模式數據圖  102
圖25 UGS資料傳輸模式數據組合比較圖  103
圖26 未使用GQD的RT-VR資料傳輸模式數據圖  105
圖27 灰色系統理論分析程式畫面  106
圖28 套用GQD分析所得參數的RT-VR資料傳輸模式數據圖  107
圖29 RT-VR資料傳輸模式數據組合比較圖  108
圖30 未使用GQD的NRT-VR資料傳輸模式數據圖  110
圖31 灰色系統理論分析程式畫面  111
圖32 套用GQD分析所得參數的NRT-VR資料傳輸模式數據圖  112
圖33 NRT-VR資料傳輸模式數據組合比較圖  113
圖34 未使用GQD的BE資料傳輸模式數據圖  115
圖35 灰色系統理論分析程式畫面  116
圖36 套用GQD分析所得參數的BE資料傳輸模式數據圖  117
圖37 BE資料傳輸模式數據組合比較圖  118
圖38 異質網路換手模擬環境示意圖  120
圖39 換手流程圖  120
圖40 "未使用Advanced-MIH及GQD方法"的第1組連線分析圖  124
圖41 NS3模擬換手過程中記錄與本論文機制運作示意圖  125
圖42 "使用Advanced-MIH及GQD方法並套用傳輸模式參數"的第1組連線分析圖  126
圖43 有無使用Advanced-MIH及GQD方法數據比較圖  127
圖44 "未使用Advanced-MIH及GQD方法"的第2組連線分析圖  129
圖45 "使用Advanced-MIH及GQD方法並套用傳輸模式參數"的第2組連線分析圖  130
圖46 有無使用Advanced-MIH及GQD方法數據比較圖  131
圖47 "未使用Advanced-MIH及GQD方法"的第3組連線分析圖  133
圖48 "使用Advanced-MIH及GQD方法並套用傳輸模式參數"的第3組連線分析圖  134
圖49 有無使用Advanced-MIH及GQD方法數據比較圖  135
圖50 "未使用Advanced-MIH及GQD方法"的第4組連線分析圖  137
圖51 "使用Advanced-MIH及GQD方法並套用傳輸模式參數"的第3組連線分析圖  138
圖52 有無使用Advanced-MIH及GQD方法數據比較圖  139



參考文獻
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 電子全文(網際網路公開日期:20130726)
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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