(TIỂU LUẬN) TIỂU LUẬN môn học “kỹ THUẬT PHÁT THANH TRUYỀN HÌNH đề tài mobile TV và HIỆU SUẤT của MOBILE TV QUA WIMAX DI ĐỘNG XEM xét các kỹ THUẬT điều CHẾ và mã hóa KHÁC NHAU

HỌC VIỆN CƠNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THƠNG
KHOA VIỄN THƠNG I

TIỂU LUẬN MƠN HỌC
“KỸ THUẬT PHÁT THANH TRUYỀN HÌNH”

Đề tài:
Mobile TV và “HIỆU SUẤT CỦA MOBILE TV QUA WIMAX DI ĐỘNG XEM XÉT
CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA KHÁC NHAU”

Sinh viên thực hiện
Mã sinh viên
Lớp
Nhóm mơn học

:
:
:
:

Vũ Minh Nguyên
B17DCVT266
D17CQVT02-B
06

Hà Nô ̣i,ngày 15 tháng 6 năm 2021

Tieu luan


Mục lục:

Lời
mở
đầu…………………………………………………………………………….
…............1
Danh mục hình vẽ…………………………………………………………………………..........2
Danh mục bảng………………………………………………………………………………......2
Danh
mục
thuật
ngữ
viết
tắt………………………………………………………………............2
1.Giới thiệu……………………………………………………………………………………....3
2.
Chỉ
số
hiệu
suất
video……………………………………………………………………….....4
3.
Mơ
hình
mơ
phỏng……………………………………………………………….....................5
4.Kết
quả
và
thảo
luận………………………………………………............................................7
4.1.

Trường
hợp
1:
Nút
di
động
với
tốc
độ
khác
nhau……………………………………….........7
4.2. Trường hợp 2: Nút di động với mơ hình mất đường dẫn khác
nhau……………….................9
4.3.
Trường
hợp
3:
Nút
di
động
với
các
lớp
khác
nhau…………………………….....................10
5.
Kết
luận………………………………………………………………………………............12
Lời cảm ơn……………………………………………………………………………...............12
Tài

liệu
tham
khảo…………………………………………………………………....................12

Tieu luan


Tieu luan


LỜI MỞ ĐẦU
Cơng nghệ truyền hình di động (Mobile TV) gần đây đã và đang được thử nghiệm
và triển khai thành công ở nhiều Quốc gia trên thế giới. Mobile TV là cơng nghệ vơ tuyến
được thiết kế để có thể truyền tải được được tín hiệu truyền hình trong mơi trường vơ tuyến di
động có băng thơng hạn chế và thường xuyên chịu ảnh hưởng của Fading, nhiễu và tạp âm,
trong khi phải đáp ứng được khả năng hiển thị tín hiệu tốt trên máy đầu cuối cầm tay di động
có kích thước màn hình nhỏ cơng suất pin tiêu thụ bị hạn chế. Các công nghệ truyền tải tín
hiệu Mobile TV bao gồm: Mobile TV truyền tải qua mạng di động 3G, Mobile TV phát qua
mạng quảng bá số mặt đất cho các máy cầm tay (DVB-H), Mobile TV phát qua mạng quảng
bá đa phương tiện số (DMB), Mobile TV phát qua mạng MediaFLO, Mobile TV phát qua
mạng quảng bá số các dịch vụ tích hợp – mặt đất (DAB – IP) và Mobile Tv phát qua các mạng
WiFi, WiMAX. Trong đó, các cơng nghệ Mobile TV truyền tải qua mạng 3G, DVB – H ,
DMB và Media FLO đã được ngiên cứu, tiêu chuẩn hóa và sửa dụng phổ biến. Sự phát triển
của các công nghệ Mobile TV thực sự đem lại những sự thay đổi lớn trong lĩnh vực truyền
thông đa phương tiện số, khi mà người sử dụng có thể xem tín hiệu truyền hình ở bất kỳ địa
điểm nào được phủ sóng truyền hình di động chỉ với một máy di động cầm tay có kích thước
nhỏ.
Với mong muốn nghiên cứu các cơng nghệ truyền hình di động cơ bản và qua đó có cơ
sở đánh giá từng cơng nghệ từ đó có những đề xuất hướng lựa chọn cơng nghệ phù hợp với
tình hình phát triển ở nước ta. Nội dung của đề tài được trình bày là : “Nghiên cứu hiệu suất

của Mobile TV qua WiMAX di động xem xét các kỹ thuật điều chế và mã hóa khác nhau”.
Tóm lại, nghiên cứu các cơng nghệ truyền hình di động để đề xuất hướng lựa chọn cho
phù hợp với tình hình ở nước ta. Tuy nhiên việc nghiên cứu các công nghệ truyền hình di
động cũng là một vấn đề phức tạp, địi hỏi q trình nghiên cứu kỹ lưỡng và nghiêm túc. Do
điều kiện nghiên cứu, thời gian và kiến thức cịn hạn chế, trong khn khổ tiểu luận này,
nhóm đã cố hắng tìm hiểu, nghiên cứu và trình bày các vấn đề một cách tổng quát và cơ bản
nhất, và chắc chắn rằng tiểu luận sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong nhận được
sự góp ý q báu của Cô.
Xin chân thành cám ơn!

1

Tieu luan


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 3.1: Mơ hình mạng của truyền hình di động qua WiMAX.
Hình 4.1. (a) Giật video trung bình; (b) Độ trễ trung bình từ đầu đến cuối của gói tin.
Hình 4.2. (a) Dữ liệu gói trung bình bị giảm đối với nút SS; (b) Thông lượng WiMAX trung
bình cho nút SS.
Hình 4.3. BLER tải xuống trung bình.
Hình 4.4. (a) Dữ liệu gói trung bình bị giảm đối với nút SS; (b) Thơng lượng WiMAX trung
bình cho nút SS.
Hình 4.5. (a) Giật video trung bình; (b) Độ trễ trung bình từ đầu đến cuối của gói tin.
Hình 4.6. (a) Giật video trung bình; (b) Độ trễ trung bình từ đầu đến cuối của gói tin.
Hình 4.7. (a) Dữ liệu gói trung bình bị giảm đối với nút SS; (b) Thơng lượng WiMAX trung
bình cho nút SS.
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Chi tiết cấu hình mạng.
Bảng 2: Thơng số đặc trưng của codec video

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu
AMC

Tiếng Anh

Tiếng Việt
Điều chế thích ứng và mã hóa

BLER

Adaptation Modulation and Coding
Block Error Ratio

BS

Base Station

Trạm gốc

DAB

Digital Audio Broadcasting

Quảng bá am thanh số

DAB-IP

Digital Audio Broadcasting-Internet

Quảng bá âm thanh dựa trên giao thức

Protocol

Internet

DMB

Digital Multimedia Broadcasting

Truyền hình đa phương tiện kỹ thuật số

DVB

Digital Video Broadcasting

Quảng bá video số

DVB-H

Digital Video Broadcasting-H

Quảng bá video số tới máy cầm tay

Tỷ lệ lỗi khối

andheld
ertPS

Extended Real Time Polling

Dịch vụ thăm dò thời gian thực mở rộng

Service
PDV

Biến thể độ trễ gói

PLR

Packet delay variation
Packet loss ratio

PSNR

Peak Signal-To-Noise Ratio

Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu đỉnh

nrtPS

Non Real Time Polling Service

Dịch vụ thăm dò ý kiến khơng theo thời

Tỉ lệ mất gói

2

Tieu luan

gian thực
rtPS

Real Time Polling Service

Dịch vụ thăm dò thời gian thực

UGS

Unsolicited Grant Scheme

Chương trình tài trợ khơng mong muốn

VBR

Variable Bitrate

Tốc độ bit thay đổi

QoS

Quality of Service

Chất lượng dịch vụ

SINR

Signal to Interference and Noise

Ratio

Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu cộng nhiễu

BÀI BÁO NGHIÊN CỨU “HIỆU SUẤT CỦA MOBILE TV QUA WIMAX DI
ĐỘNG XEM XÉT CÁC KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA KHÁC NHAU”
1. Giới thiệu
Thách thức chính đối với các hệ thống truyền thông hiện tại và tương lai là khả năng
truyền tải nội dung đa phương tiện qua nhiều mạng khác nhau một cách hiệu quả về năng
lượng ở các điều kiện kênh và dung lượng băng thông khác nhau với các yêu cầu khác nhau
của QoS [1]. Công nghệ Khả năng Tương tác Tồn cầu cho Truy cập sóng cực ngắn
(WiMAX) là một trong những công nghệ truyền thông tương lai có khả năng cung cấp QoS
cao với tốc độ dữ liệu cao cho các mạng IP. Tốc độ dữ liệu cao và đảm bảo Chất lượng Dịch
vụ (QoS) được cung cấp bởi tiêu chuẩn này đã làm cho tiêu chuẩn này trở nên khả thi về mặt
thương mại để hỗ trợ các ứng dụng đa phương tiện như điện thoại video, trị chơi video và
phát sóng truyền hình di động.
Mobile TV là công nghệ cho phép người dùng truyền và nhận dữ liệu chương trình TV
thơng qua mạng có dây và khơng dây dựa trên IP. Người dùng có thể tận hưởng các dịch vụ
IPTV ở bất kỳ đâu và bất kỳ lúc nào bằng thiết bị di động. Bốn loại phương pháp tiếp cận
cơng nghệ truyền hình di động, đó là: truyền hình di động qua IP đã được thảo luận trong
nghiên cứu này, IPTV qua thiết bị di động, IPTV di động, IPTV internet. Tuy nhiên, với khả
năng thích ứng nhanh chóng với u cầu của người dùng, Mobile TV có thể trở nên ưu việt
hơn trong tương lai. Thật thuận tiện cho người dùng có thể truy cập dịch vụ IPTV thông qua
các mạng không dây khác nhau bằng các thiết bị di động.
Trong giao tiếp di động: để cải thiện dung lượng hệ thống, tốc độ dữ liệu cao nhất và độ tin
cậy của vùng phủ sóng, tín hiệu được truyền bởi một người dùng cụ thể được sửa đổi để giải
thích cho sự thay đổi chất lượng tín hiệu thơng qua một q trình thường được gọi là thích ứng
liên kết. Gần đây, Điều chế và Mã hóa Thích ứng (AMC) đã đưa ra một phương pháp thích
ứng liên kết thay thế hứa hẹn nâng cao năng lực hệ thống tổng thể. Dựa trên điều kiện kênh,
sơ đồ có thể được thay đổi trên mỗi khung hình và trên cơ sở người dùng. Để tối đa hóa thơng

lượng trong một kênh thay đổi theo thời gian, có thể sử dụng Mã hóa thích ứng và điều chế
3

Tieu luan


[2]. AMC cung cấp sự linh hoạt để khớp sơ đồ mã hóa điều chế với các điều kiện kênh trung
bình cho mỗi người dùng. Với AMC, cơng suất của tín hiệu đã truyền khơng đổi trong một
khoảng thời gian khung hình và định dạng điều chế và mã hóa được thay đổi để phù hợp với
chất lượng tín hiệu nhận được hiện tại hoặc điều kiện kênh. Trong hệ thống có AMC, người
dùng gần BS thường được chỉ định điều chế bậc cao hơn với tốc độ mã cao hơn (ví dụ: 64
QAM với R = 3/4 mã turbo), nhưng thứ tự điều chế và/hoặc tốc độ mã sẽ giảm khi khoảng
cách từ BS tăng lên [3].
2. Chỉ số hiệu suất video
Phần này thảo luận một số vấn đề liên quan đến chỉ số hoạt động của quá trình truyền
video. Chỉ số hiệu suất có thể được phân loại là các thước đo chất lượng khách quan và chủ
quan. Các biện pháp khách quan quan sát các nhiệm vụ chuyển gói bao gồm mất gói, trễ gói,
giật gói và tốc độ thơng lượng tải lưu lượng. Các chỉ số khách quan khác cố gắng định lượng
nhận thức về chất lượng video bao gồm chỉ số chất lượng video ITU (VQM) và tỷ lệ tín hiệu
trên nhiễu đỉnh (PSNR), đo lường chất lượng tái tạo của codec, cách người xem cảm nhận
video và Điểm ý kiến trung bình (MOS). Yêu cầu QoS là rất quan trọng để triển khai IPTV và
VoD dưới dạng các dịch vụ thời gian thực qua mạng WiMAX. Để đánh giá mỗi hình thức của
hệ thống truyền video, một bộ số liệu hiệu suất phù hợp đã được xác định để đánh giá hệ
thống một cách thích hợp. Thời gian triển khai video theo yêu cầu (VoD) qua WiMAX bị ảnh
hưởng bởi độ rộng băng tần thay đổi theo thời gian , độ trễ gói và mất mát gói. Các thước đo
mục tiêu sau đây, được sử dụng rộng rãi trong phân tích hiệu suất nội dung video được sử
dụng, là tỷ lệ mất gói (PLR), độ trễ gói (PD), jitter gói và thơng lượng tối thiểu. Các thông số
hiệu suất ảnh hưởng đến video đã được trình bày dưới đây:
Tỷ lệ mất gói: PLR =

Lost packet
Lost packet −received packet

PLR là các gói bị hỏng, bị mất hoặc bị trễ quá mức chia cho tổng số gói được mong đợi tại
video trạm máy khách. Giá trị PLR có thể chấp nhận được là khoảng 10−3
Độ trễ Gói End-to-End : D E 2 E =Q¿ d queue + d trans+ d ¿ ¿ ,
trong đó Q là số phần tử mạng giữa các phương tiện máy chủ và trạm di động.
d queue là độ trễ xếp hàng tại một phần tử mạng nhất định.
d trans là thời gian truyền của một gói tin trên một liên kết truyền thông nhất định giữa hai phần
tử mạng.
d ¿ là độ trễ lan truyền qua một liên kết mạng nhất định
4

Tieu luan


d proc là độ trễ xử lý tại một phần tử mạng nhất định.
Giá trị có thể chấp nhận được của D E 2 E là < 400 ms
Biến thể độ trễ gói (PDV) hoặc jitter gói (mili giây): J pkt =t actual-t expected , trong đó
t actual là thời gian nhận gói tin thực tế.
t expected làthời gian nhận gói tin dự kiến
Giá trị có thể chấp nhận được của Biến thể độ trễ gói (PDV) hoặc jitter gói là 50 ms
Thông lượng (bps) : Thông lượng để tải lưu lượng tốc độ bit thay đổi (VBR) có bản chất động
và nó là một hàm của độ phức tạp của cảnh và nội dung âm thanh liên quan. Các tải lưu lượng
tốc độ bit thay đổi (VBR) thường được trích dẫn dưới dạng phạm vi thơng lượng đỉnh. Thơng
lượng được định nghĩa là tải lưu lượng mà luồng phương tiện sẽ thêm vào mạng. Nó có thể
được đo bằng bit / giây.
Giá trị có thể chấp nhận được của thơng lượng là [211 – 5311] (bps)
3. Mơ hình mơ phỏng
Mơ hình mơ phỏng mạng nghiên cứu điển hình của chúng tôi được triển khai với

WiMAX 7 tế bào lục giác, với nhiều trạm thuê bao trong phạm vi của một trạm gốc. Các trạm
gốc được kết nối với mạng lõi bằng đường trục IP. Đường trục IP được kết nối với đường trục
máy chủ thông qua cổng ASN-GW để hỗ trợ tính di động trong mạng WiMAX. Cổng ASNGW, đường trục IP và đường trục máy chủ cùng đại diện cho mạng công ty cung cấp dịch vụ.
Chúng tôi chỉ sử dụng một SS với tốc độ khác nhau. Các thuộc tính phổ biến được sử dụng
cho cấu hình mạng được nêu trong Bảng 1.

Hình 3.1: Mơ hình mạng của truyền hình di động qua WiMAX.
5

Tieu luan


Mạng lưới

Mạng WiMAX di động

Bán kính ơ

0.2 Km

Số lượng trạm cơ sở

7

Số trạm th bao

5

Mơ hình xương sống IP

IP32_cloud

Mơ hình máy chủ video

PPP_sever

Mơ hình liên kết (BS-Backbone)

PPP_DS3

Mơ

PPP_SONET_OC12

hình

liên

kết

(Backbone-server

Backbone)
Mơ hình lớp vật lý

OFDM 5 MHz

Loại hình dịch vụ lưu lượng

Phát trực tuyến video

Ứng dụng

Phát trực tuyến video thực

Lập lịch trình

rtPS

Bảng 1. Chi tiết cấu hình mạng.
Thơng số

Matrix III

Tỷ lệ nén khung hình

47.682

Kích thước khung hình tối thiểu (Byte)

8

Kích thước khung hình tối đa (Byte)

36,450

Kích thước khung hình trung bình (Byte)

3189.068

Tốc độ khung hình cao nhất (Mbps)

7.290

Tốc độ khung hình trung bình (Mbps)

0.637

Tốc độ khung hình (khung hình / giây)

25

Codec

MPEG-4 Part 2

Bảng 2. Thông số đặc trưng của codec video
Truyền video qua mạng không dây là một nhiệm vụ đầy thách thức do u cầu băng
thơng cao và tính chất nhạy cảm với độ trễ của video hơn hầu hết các loại ứng dụng khác. Do
đó, một đoạn video của bộ phim MPEG-4 Matrix III dài 2 giờ được sử dụng trong mô phỏng
của chúng tơi. Video này được mã hóa bởi MPEG-4 part 2, được lấy từ Đại học Bang
Arizona.
Hai phiên bản độc lập của ứng dụng hội nghị truyền hình được sử dụng để phát trực
tuyến các thành phần âm thanh và video của phim Matrix III riêng biệt với nhau.
Hai ứng dụng này được cấu hình để hoạt động đồng thời trong cấu hình hồ sơ. Các thơng số
chính của cấu hình ứng dụng này là thời gian đến giữa các khung và kích thước khung.
Thời gian giữa các lần đến được định cấu hình thành tốc độ khung hình video và âm
6

Tieu luan

thanh lần lượt là 25 và 21,6. Cần lưu ý rằng thời gian giữa các lượt đến vẫn được đặt thành
“khơng” để đạt được tính năng phát trực tuyến một chiều từ máy chủ video. Hơn nữa, các
tham số kích thước khung hình được định cấu hình để viết kịch bản rõ ràng cho các dấu vết
video và âm thanh.
4. Kết quả và thảo luận
Chín mươi chín kịch bản được mơ phỏng và kết quả được thu thập và tóm tắt trong ba
trường hợp tùy thuộc vào tốc độ khác nhau của nút di động, các mơ hình mất đường dẫn khác
nhau và cho các loại lớp dịch vụ khác nhau để thu được một tập hợp các kết quả mô phỏng
cho các phép đo hiệu suất khác nhau của mất gói, độ trễ gói, gói khơng ổn định và thông
lượng tải lưu lượng.
4.1. Trường hợp 1: Nút di động với tốc độ khác nhau
Phần này cho thấy kết quả mô phỏng của 27 kịch bản đã được mô phỏng. Trường hợp
này được nghiên cứu xem tốc độ TV di động hoạt động như thế nào bằng cách sử dụng các sơ
đồ mã hóa và điều chế khác nhau do Mobile WiMAX cung cấp. Điều này đánh giá các thông
số hiệu suất, cụ thể là: giật gói, độ trễ gói E2E, sụt giảm dữ liệu và thông lượng của nút di
động và cho thấy tốc độ thích hợp nào là tốt nhất cho Mobile TV. Tốc độ của điện thoại di
động được cung cấp theo kmph trong khi mơ hình mất mát đường dẫn và dịch vụ lập lịch trình
được giữ khơng đổi. Mơ hình mất mát đường dẫn được chọn làm không gian trống và lớp dịch
vụ như rtPS được xem xét.
Độ trễ gói tin trung bình và độ trễ E2E trung bình với điều chế cố định và thích ứng đã
được thể hiện trong Hình 4.1 (a) và (b). Hình 4.1 (a) cho thấy sự thay đổi trung bình của jitter
đối với âm thanh / video Mobile TV qua các mạng WiMAX di động cho các tốc độ khác nhau,
chất lượng video là tốt nhất nếu jitter bằng 0. Thang đo trục của Hình 4.1 (a) là thang đo log vì
các kết quả biến thiên là rất nhỏ xung quanh 0. Như thể hiện trong Hình 4.1 (a), jitter âm
thanh / video trung bình là xấp xỉ 0 đối với MCS và AMC cao hơn ở các tốc độ khác nhau,
khoảng 2,5753E-05 giây, trong khi các MCS khác như QPSK có sự thay đổi jitter trung bình
nhiều hơn. Từ kết quả trong Hình 4.1 (a), quan sát thấy rằng WiMAX sử dụng MCS cao hơn
(64 QAM 2/3, 64 QAM 3/4) và AMC (AMC-1, AMC-2) như một kỹ thuật điều chế cho thấy

rung pha tốt hơn so với với MCS khác (QPSK, 16 QAM). Độ trễ từ đầu đến cuối trung bình
cho các tốc độ khác nhau trong MCS cho thấy trong Hình 4.1 (b), vì chúng ta có thể thấy độ
trễ E2E trung bình của các tốc độ khác nhau mang lại độ trễ E2E gói thấp hơn cho âm thanh /
video Truyền hình di động dưới MCS điều chế và mã hóa cao hơn (16 QAM, 64 QAM) và
AMC so với QPSK.
Về mặt trực quan, việc giảm dữ liệu ngày càng tăng bị ảnh hưởng bởi tốc độ của SS.
7

Tieu luan


Tuy nhiên, khi tốc độ của SS tăng lên, tần số tắt máy tăng lên, dẫn đến việc tăng dữ liệu bị
giảm và do đó giảm thơng lượng. Như có thể thấy từ Hình 4.2 (a), mức giảm dữ liệu trung
bình cao hơn đáng kể khi SS di chuyển với tốc độ lớn hơn 150 kmph. Ảnh hưởng của việc
giảm dữ liệu tự nhiên làm giảm thông lượng WiMAX trung bình như thể hiện trong Hình
4.2(b) Từ Hình 4.2(a), quan sát thấy rằng dữ liệu giảm xuống rất thấp đối với điều chế 16
QAM 3/4 và 64 QAM 1/2 và thay đổi theo tốc độ. Sơ đồ điều chế bậc cao hợp lý hơn đối với
SINR. Khi SS đang di chuyển qua ơ, nó phải đối mặt với một giá trị SINR khác tùy thuộc vào
khoảng cách từ BS và môi trường lan truyền. Với khoảng cách ngày càng tăng, SINR giảm và
MCS bậc cao cho nhiều BLER hơn MCS bậc thấp cho cùng một giá trị SINR. Vì vậy, điều
chế bậc cao hơn 64 QAM 3/4 có nhiều dữ liệu bị giảm hơn và các sơ đồ điều chế AMC với
các tốc độ khác nhau. Hình 4.4 cho thấy BLER cho các MCS khác nhau dưới 150 Kmph,
đường màu vàng trong Hình 4.4 cho thấy 64 QAM 3/4 có nhiều BLER hơn các MCS khác.
Thơng lượng trung bình được lấy làm thước đo sẽ cung cấp mức trung bình của thơng lượng
quan sát được ngay trong q trình mơ phỏng. Do đó, thứ tự cao hơn của MCS 16 QAM 3/4,
64 QAM 1/2 và 64 QAM 2/3 là thứ tự tốt nhất cho hiệu suất (thông lượng) như được quan sát
trong Hình 4.2(b). Theo kết quả như trong Hình 4.2 (a) và (b), quan sát thấy rằng WiMAX sử
dụng 64 QAM 1/2 và 16 QAM 3/4 vì các kỹ thuật điều chế cho thấy hiệu suất tốt hơn (thông
lượng cao) so với các kỹ thuật điều chế khác.

Hình 4.1. (a) Giật video trung bình; (b) Độ trễ trung bình từ đầu đến cuối của gói tin.

8

Tieu luan


Hình 4.2. (a) Dữ liệu gói trung bình bị giảm đối với nút SS; (b) Thơng lượng WiMAX trung
bình cho nút SS.
4.2. Trường hợp 2: Nút di động có mơ hình mất đường dẫn khác nhau
Phần này cho thấy kết quả mô phỏng của 36 kịch bản, các tham số hiệu suất của từng
kịch bản được quan sát đối với các sơ đồ mã hóa và điều chế khác nhau liên quan đến các mơ
hình mất đường khác nhau. Trong trường hợp này, chúng tôi đã xem xét việc giữ tốc độ của
SS không đổi là 50 Kmph và lập lịch các lớp dịch vụ dưới dạng rtPS.
Trong nghiên cứu này, mạng WiMAX bán kính cố định được xem xét đối với tất cả
các tổn thất đường truyền. Đối với mơ hình lan truyền từ ngồi trời đến trong nhà và cho
người đi bộ, vì nút SS di chuyển khỏi BS sẽ gặp phải sự sụt giảm đáng kể trong SINR và vì
MCS bậc cao hơn (chẳng hạn như 64 QAM 3/4) yêu cầu giá trị SINR cao để cung cấp thông
lượng tốt; MCS bậc cao hơn sẽ phải đối mặt với lượng dữ liệu sụt giảm rất lớn như được tiết
lộ từ Hình 4.4 (a). Tuy nhiên, mơ hình từ ngoài trời đến trong nhà và người đi bộ có độ sụt
giảm của gói tin thấp hơn và độ trễ E2E của gói tin thấp hơn như thể hiện trong Hình 4.5 (a)
và (b). Đường dẫn-mất khơng gian trống là thấp nhất; do đó, việc giảm SINR với khoảng cách
từ BS ít hơn dẫn đến thơng lượng tốt hơn, gói tin chập chờn thấp hơn, độ trễ E2E gói thấp hơn
và dữ liệu gói thấp hơn bị giảm từ tất cả các MCS khác nhau như được thể hiện trong Hình 4.4
và 4.5. Một lần nữa, vì việc giảm SINR với khoảng cách từ BS ít hơn, SS phải thay đổi sơ đồ
điều chế của nó ít thường xun hơn, dẫn đến thông lượng rất cao cho AMC như thể hiện
trong Hình 4.4 (b). Ở đây, mơ hình cố định ở ngoại ơ được coi là địa hình đồi núi với mật độ
cây từ trung bình đến nặng đại diện cho mơi trường nơng thơn và có tỷ lệ mất mát đường đi
cao nhất. Ngồi ra, địa hình tương tự cũng được xem xét ở đây trong một mô hình xe. Do mơ
hình lan truyền từ ngồi trời đến trong nhà và cho người đi bộ trải qua sự sụt giảm gói tin rất

cao so với các mơ hình khác, nó cho thơng lượng thấp nhất so với các mơ hình lan truyền khác
như có thể quan sát được từ Hình 4.4 (b). Đối với mơ hình lan truyền khơng gian trống, 16
QAM và 64 QAM có cùng thơng lượng dưới sự mã hóa khác nhau như trong Hình 4.4 (b).

9

Tieu luan


Hình 4.3. BLER tải xuống trung bình.

Hình 4.4. (a) Dữ liệu gói trung bình bị giảm đối với nút SS; (b) Thơng lượng WiMAX trung
bình cho nút SS.

Hình 4.5. (a) Giật video trung bình; (b) Độ trễ trung bình từ đầu đến cuối của gói tin.
4.3. Trường hợp 3: Nút di động với các lớp khác nhau
Tiểu mục này trình bày kết quả mô phỏng của 36 kịch bản đã được mô phỏng trong
trường hợp này; tốc độ và đường dẫn mất không đổi. Tốc độ của SS được chọn là 50 kmph
trong khi mơ hình tổn thất đường dẫn như không gian trống được xem xét. Các lớp dịch vụ
10

Tieu luan


khác nhau được sử dụng trong trường hợp này dưới nhiều điều chế và sơ đồ mã hóa khác nhau
để có được các số liệu hiệu suất: biến thiên độ trễ gói, độ trễ Endto-End của gói, dữ liệu bị dồn
xuống cho một nút di động và thông lượng WiMAX cho nút di động. UGS và ertps đã được
thiết kế để hỗ trợ VoIP. Tuy nhiên, UGS được sử dụng cho CBR, trong khi A / V Mobile TV
có VBR, nó khơng thể sử dụng UGS trong mơ phỏng này. Vì vậy, các lớp UGS khơng được
hỗ trợ trong nghiên cứu này. Mặt khác, ertps được thiết kế để hỗ trợ các ứng dụng thời gian

thực tạo ra lưu lượng tốc độ bit thay đổi và được thiết kế cho dịch vụ VoIP với khả năng phát
hiện hoạt động. Kết quả thu được cho thấy rằng lớp này có hiệu suất kém hơn trong tất cả các
số liệu như trong Hình 4.6 và 4.7, nó có thơng lượng thấp hơn, jitter cao hơn và độ trễ gói E2E
cao hơn. Hình 4.6 (a) và (b) cho thấy jitter trễ gói và độ trễ gói E2E cho các lớp dịch vụ khác
nhau: rtPS, nrtPS, ertPS và BE. rtps, nrtps và BE đã cho hiệu suất tốt nhất, điều này cho thấy
rằng để điều chế và mã hóa cao hơn, tất cả các lớp dịch vụ đều cung cấp thông lượng bằng
nhau, giật gói bằng nhau,và độ trễ gói E2E bằng nhau.Trong Hình 4.7 (b), có thể quan sát thấy
rằng các trình cung cấp của các lớp rtps có thơng lượng lớn hơn các lớp khác, nrtPS và BE. Lý
do là rtPS được thiết kế để phát trực tuyến Âm thanh hoặc Video.

Hình 4.6. (a) Giật video trung bình; (b) Độ trễ trung bình từ đầu đến cuối của gói tin.

Hình 4.7. (a) Dữ liệu gói trung bình bị giảm đối với nút SS; (b) Thơng lượng WiMAX trung
bình cho nút SS.
11

Tieu luan


5. Kết luận
Bài báo này trình bày một nghiên cứu so sánh hiệu suất của Mobile TV qua mạng
WiMAX di động liên quan đến các sơ đồ điều chế và mã hóa khác nhau dưới các tham số
khác nhau bao gồm tốc độ của nút di động, mơ hình mất đường và các lớp dịch vụ MAC. Hiệu
suất đã được đánh giá về độ giật gói trung bình, độ trễ gói E2E trung bình, thơng lượng trung
bình và dữ liệu được cập nhật trung bình. Sử dụng mơ phỏng OPNET đã được chứng minh
rằng các sơ đồ mã hóa và điều chế bậc cao hơn (cụ thể là 16 QAM và 64 QAM) cung cấp hiệu
suất tốt hơn. Ngoài ra, nó đã được chỉ ra rằng các sơ đồ AMC (cụ thể là AMC-1 và AMC-2)
cho hiệu suất tương đối so sánh với sơ đồ 64 QAM 3/4.
Trong nghiên cứu này, kết quả mô phỏng cho thấy rằng việc mất đường dẫn không
gian trống là tốt nhất để triển khai ứng dụng video A / V trên các tốc độ nút di động khác

nhau, trong khi mơ hình “ngồi trời đến trong nhà” là trường hợp xấu nhất với tỷ lệ rớt gói cao
nhất. Hơn nữa, mơ phỏng của chúng tôi cho thấy rằng lớp dịch vụ lập lịch rtPS là dịch vụ lập
lịch thích hợp nhất cho ứng dụng video A / V.
Lời cảm ơn
Các tác giả cảm ơn Giáo sư Hussein Omar Qadi, Chủ tịch Đại học Hodeidah đã hỗ trợ phát
triển nghiên cứu học thuật và các nhà nghiên cứu tại Đại học Hodeidah.
Các tài liệu tham khảo
[1] M. Chen, L. Zhou, T. Hara, Y. Xiao and V. Leung, “Advances in Multimedia
Communications,” International Journal of Communication Systems, Vol. 24, No. 10, 2011,
pp. 1243-1245. />[2] I. Adhicandra, “Using AMC and HARQ to Optimize System Capacity and Application
Delays in WiMAX Networks,” Journal of Telecommunications, Vol. 2, No. 2, 2010, pp. 1520.
[3] Motorola, “Adaptive Modulation and Coding (AMC),” Motorola, Stockholm, 2000.

12

Tieu luan