Luận án Mô hình tự thích nghi – giao thức họ TCP cho các ứng dụng đa phương tiện trong mạng không dây

 trạng thái tức 
thời của hệ thống. 
 Hình 1.4 Kiến trúc nguyên lý điều khiển thích nghi 
 Điều khiển thích nghi: 
 Qui trình điều khiển hiện nay sử dụng phương pháp mô hình chất lỏng 
 dx(t)
 f ( x(t),e(t) )
 dt , trong đó x(t) là trạng thái của môi trường. e(t) là kết quả tính toán 
một thông số nào đấy, hoặc sử dụng phương pháp mô hình rời rạc x(k+1)=x(k)+f(..) 
 Với việc đưa vào kiến thức mà mô hình điều khiển thu thập được từ N trạng thái 
trước đó. Mô hình rời rạc sẽ có dạng: x(k+1)=x(k)+f[x(k-1), ..,x(k-N+1)] 
 Hiện thực tham số 
 8 
 Đây là bộ phận thi hành các quyết định đã được bộ phận điều khiển thích nghi 
đưa ra, trong một giới hạn thời gian nào đó. Việc thực thi này sẽ thể hiện là các phản 
ứng của hệ thống đối với môi trường. Trong mô hình điều khiển thích nghi, các thông 
số đầu vào và các điều chỉnh đối với đầu ra phụ thuộc vào mỗi loại thông số môi trường 
cụ thể. 
 Hình 1.5 Mô hình điều khiển tự thích nghi 
 Để quản lý bộ nhớ đệm, ta sẽ có Zk = Zk-1 + u(t), với u(t) là hàm của các biến đổi. 
Cơ chế điều chỉnh áp dụng kết quả nghiên cứu phương pháp quản lý vùng đệm theo 
RED trong [1] [61], để hạn chế khả năng tràn bộ đệm. 
 Các biến trạng thái có thể được tính mỗi khi có một gói tin được nhận hoặc 
khoảng thời gian giữa các gói tin. Quyết định đưa ra cho việc xử lý gói tin đang đến dựa 
trên việc so sánh biến trạng thái với các giá trị giới hạn. 
1.6 Kết luận chương I 
 Trong chương I đã phân tích đặc điểm thiết kế của giao thức truyền thông TCP
và các cơ chế kiểm soát lưu lượng, chống tắc nghẽn của TCP. 
 Trong chương tiếp theo sẽ tổng hợp các phương án, đề xuất hiện có, nhằm mục 
đích cải tiến giao thức TCP để đạt hiệu suất cao hơn trong môi trường không dây và 
mạng hỗn hợp. 
 CHƯƠNG 2. CÁC GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN TẮC NGHẼNONG TR 
 MẠNG CÓ KẾT NỐI PHỨC TẠP 
 Trong chương này, sẽ trình bầy các hướng tiếp cận chính nhằm cải thiện hiệu 
năng của TCP trong môi trường mạng có kết nối phức tạp. Chúng tôi phân loại các 
phương pháp tiếp cận thành hai tập hợp các giải pháp. 
 9 
2.1 Cấu trúc mạng có kết nối phức tạp – mạng có kết nối không dây 
 Trong thực tế, việcđáp ứng khả năng kết nối của các loại thiết bị khác nhau hiện nay 
của con người, tạo nên một hệ thống mạng lưới phức hợp, bao gồm các máy tính và 
thiết bị khác sử dụng nhiều hệ điều hành và giao thức truyền thông khác nhau. Sự phức
hợp cũng được thể hiện trong các mạng không dây sử dụng các công nghệ truy cập khác 
nhau. 
2.2 Các kỹ thuật nhằm cải thiện hiệu năng TCP 
2.2.1 Che giấu phần mạng hay làm mất gói số liệu do lỗi đường truyền 
 Phương pháp này che giấu sự mất gói số liệu không phải do tắc nghẽn, không 
cho bên gửi của kết nối TCP phát hiện ra. Kết quả là bên gửi của kết nối TCP hầu như
chỉ nhận thấy được sự mất gói số liệu do tắc nghẽn mạng. 
 Các giải pháp ở tầng Liên kết dữ liệu 
 Ưu điểm chính của việc khắc phục lỗi ở tầng Liên kết dữ liệu là nó thích hợp
một cách tự nhiên với cấu trúc phân lớp của các giao thức mạng. Các kỹ thuật điều 
khiển lỗi phổ biến nhất ở tầng Liên kết dữ liệu: 
 Phát hiện lỗi / Khắc phục lỗi. 
 Yêu cầu phát lại tự động. 
 Các giải pháp ở tầng Giao vận 
 Các giải pháp này cố gắng nâng cao chất lượng đường truyền bằng cách phát lại 
các gói số liệu ở mức giao thức TCP chứ không phải ở tầng Liên kết dữ liệu. Agent 
TCP được đặt trong các trạm cơ sở, chúng nằm ở đường vào mạng không dây. Cho đến 
nay có một số cơ chế sử dụng agent, điển hình là TCP gián tiếp ( I-TCP - Indirect 
TCP)[2], [3], [4], [9], [10], [36], Snoop TCP [15], [22], Split TCP[63], TCP-ADW 
[72]...và một số đề xuất điều chỉnh các tham số TCP cho phù hợp như điều chỉnh kích 
thước động cho bộ đệm [53], [55],[71] điều chỉnh cơ chế điều khiển TCP[52], [56], 
[62], [67], [73], cải thiện cơ chế AIMD [54], điều khiển kích thước gói tin [60], điều 
khiển bằng hàm lưu lượng [57] hay bổ sung cơ chế che lỗi đường truyền và khôi phục 
liên kết (một dạng snoop ở tầng liên kết) [17]. 
 10 
 Các giải pháp liên tầng 
 Một số đề xuất cải tiến giao thức TCP cho truyền thông không dây, sử dụng việc 
thông báo về lỗi tắc nghẽn từ tầng thấp hơn cho tầng giao vận, để nâng cao hiệu năng 
của TCP.Các đề xuất [48],[50] sử dụng tín hiệu liên tầng để thích nghi kênh truyền cho
các dữ liệu luồng video thời gian thực được đảm bảo chất lượng dịch vụ, song giới hạn 
nghiên cứu là cho mạng wifiCác đề xuất này phá vỡ kiến trúc mạng phân lớp hiện 
nay, và yêu cầu thay đổi rất lớn từ tất cả các nhà sản xuất thiết bị. 
2.2.2 Thông báo rõ ràng về nguyên nhân mất gói số liệu 
 Lớp kỹ thuật thứ hai được trình bày dưới đây nhằm cải thiện hiệu suất TCP bằng 
một số cơ chế làm cho bên gửi nhận thấy được sự tồn tại của các chặng không dây và 
những sự mất mát gói số liệu không phải do tắc nghẽn mạng. Cho đến nay, người ta đã 
đề xuất hai cách tiếp cận, cách thứ nhất là thông báo rõ ràng nơi xảy ra việc mất gói số 
liệu không phải do tắc nghẽn bằng tín hiệu ELN. Cách tiếp cận thứ hai là cải tiến sự 
điều khiển lưu lượng của giao thức TCP chứ không phải là việc khôi phục lại sau khi 
có sự mất gói số liệu không phải do tắc nghẽn ECN. Các giải pháp được người ta đề 
xuất nhằm mục đích tách việc phát hiện tắc nghẽn khỏi vấn đề mất mát gói số liệu. 
2.3 Xác định nhu cầu băng thông và trạng thái đường truyền 
 Ta xét một đường truyền dẫn phải qua nhiều node mạng, và không mất tính tổng 
quát khi ta xét trên đoạn giữa node j-1 và j có các gói tin có cùng kích cỡ. 
 (a) 
 (b) 
 Hình 2.3 Mô hình xác định băng thông khả dụng 
 11 
 Ta có link j nằm giữa nút j và j-1, các gói tin gửi đến node j-1 với tốc độ là AR, 
là tổng của các luồng tới nút j-1. AR = ∑λi 
 Trong đó λi là tốc độ tới của ứng dụng thứ i tại nút j-1(H 2.3) Mỗi ứng dụng có 
mức độ ưu tiên tương ứng với trọng số γi: λi = γi * AR và ∑ γi = 1 
 Khi các gói tin dến node j-1, chúng sẽ được lưu trongbộ đệm để chờ đến lượt để 
truyền phát đến node j. Ta ký hiệuX(t) là kích thước thực củabộ đệm, Xm là kích thước 
tối đa của bộ đệm. AR là tốc độ gói đến node j-1 và lưu tại bộ đệm, Rj là tốc độ gói ra 
khỏi bộ đệm, và cũng là tốc độ gói đến node j, tức là R. W là số lượng gói tin đang được 
vận chuyển trên đường truyền từ j-1 đến j. 
 Từ lý thuyết hàng đợi [32][33], ta coi hệ kết hợp giữa đường truyền j-1,j và bộ 
đệm tại nút j-1 là một hàng đợi lớn. Khi đó ta có: 
 Q(t)+W(t) = Q(t-) +W(-)+ A(t) + D(t) (2. 1) 
 Áp dụng mô hình chất lỏng [74], trạng thái của hệ này có thể được biểu diễn 
bằng phương trình vi phân sau: 
 휕 (푡) 휕푊(푡)
 + = 푅(푡) − 푅(푡) (2. 3) 
 휕푡 휕푡
 Giả thiết, chọn giá trị cho W trong tinh huống xấu nhất, ta có w = R×Tj-1,j với 
Tj-1,j là thời gian để gói tin đi được từ j-1 tới j. Ngoài ra, để hệ thống ổn định, không bị 
tràn bộ đệm, có thể thiết kế R(t) tỷ lệ với x(t), ta chọn tham số α, sao cho: 
 R (t) = α *X(t) => X(t) = R(t) / α (2.4) 
 Phương trình vi phân (3.3) ở trên trở thành: 
 휕 푅(푡) 1+ 훼∗Tj−1,j 
 ( ) = 푅(푡) − 푅(푡) (2.5) 
 휕푡 ∝
 Để đơn giản hóa cách giải phương trình trên, ta giả thiết AR là tổng nhu cầu về 
băng thông của n ứng dụng và có giá trị không đổi trong khoản thời gian quan sát [t1,t2] 
= Tj-1, j. Nghiệm của (2.5) có dạng: 
 훼.푡 훼.푡
 − −
 1+ 훼. 푗−1,푗 1+ 훼. 푗−1,푗
 푅(푡) = 푅 [1 − 푒 ] + 푅0. 푒 , 0 ≤ 푡 ≤ 푗−1,푗 
 훼.푡 훼.푡 (2. 6) 
 − −
 1+ 훼. 푞푠 1+ 훼. 푞푠
 푅(푡) = 푅 [1 − 푒 ] + 푅0. 푒 , 0 ≤ 푡 ≤ 푞푠 
 12 
 Gọi L là tổng số bít các gói tin tới nút j-1 trong khoảng thời gian quan sát 
Tj-1,j, khi đó có thể tính AR là giá trị trung bình (tốc độ trung bình của tất cả các luồng 
 퐿
tin đi vào nút j-1). 푅 = 
 푗−1,푗
 Ta có 
 훼.푡 훼.푡
 퐿 − − (2. 7) 
 1+ 훼. 푞푠 1+ 훼. 푞푠
 푅(푡) = [1 − 푒 ] + 푅0. 푒 , 0 ≤ 푡 ≤ 푞푠 
 푞푠
 Nếu coi các luồng tin đến là các tiến trình ngẫu nhiên, độc lập nhau thì có thể 
ước lượng được băng thông sử dụng cho mỗi luồng tin i trên liên kết j-1,j như sau: 
 훼.푡
 퐿 −
 1 1+ 훼. 푗−1,푗
 푅1(푡) = [1 − 푒 ] + 푅0. 훾1 
 푗−1,푗
 훼.푡
 퐿 −
 2 1+ 훼. 푗−1,푗
 푅2(푡) = [1 − 푒 ] + 푅0. 훾2
 푗−1,푗
 .
 . (2.8) 
 훼.푡
 퐿 −
 푖 1+ 훼. 푗−1,푗
 푅푖(푡) = [1 − 푒 ] + 푅0. 훾1.
 푗−1,푗
 .
 .
 { .
Nhận xét: 
 Giá trị băng thông sử dụng ước lượng trên liên kết j-1, j gồm hai thành phần: 
 Thành phần phụ thuộc vào giá trị băng thông sử dụng trước đó (R0), nghĩa là 
 trước thời gian quan sát. 
 Thành phần tức thời, phụ thuộc vào số lượng bít của các luồng tin đến và
 thời gian quan sát Tj-1,j. 
 Rõ ràng là, giá trị ước lượng sẽ chính xác hơn và tiệm cận đến giá trị đúng, khi 
thành phần 1 rất lớn, thành phần 2 nhỏ ( độ dung sai). 
 Phương trình (2.7) chính là dạng tổng quát để xác định giá trị băng thông mà ở
đó, giá trị mới được tính theo một phần giá trị cũ cộng thêm một phần giá trị vừa đo
được. 
 Thông thường trong các giao thức họ TCP, thành phần 1 có thể chiếm tỷ lệ lớn, 
thành phần 2 chiếm tỷ lệ nhỏ. Đặt tỷ lệ của phần dung sai là X: 
 훼.푡 1
 − 푙푛( )
 1+ 훼. 푗−1,푗 1− 
 1 − 푒 = => 훼 = 1 (2.10) 
 푡− .푙푛( )
 1− 
 13 
 Để phù hợp với họ TCP, thành phần X=1/8≈0,1 công thức (2.7) biến đổi thành: 
 퐿
 푅 표 푙 표푛 = . 0,1 + 푅0. 0,9 (2.11) 
 푞푠 푡
Phương trình (2.7) (2.11) sẽ được đưa vào mô hình tính toán để đối sánh. 
 Tính toán mô phỏng 
 - Nghiên cứu biến đổi của băng thông ước lượng R(t), theo hai công thức (2.7) 
 và (2.11). Ý nghĩa vật lý của α trong (2.7) là tỷ lệ giữa giá trị hàng đợi tại nút 
 mạng j-1 và băng thông sử dụng trên đoạn mạng j-1,j do vậy α > 0. 
 R(t) được tính toán theo (2.7) vớiR 0=100 ; Tqs=20; L=8000 ; α =10 là đường 
 cong có đánh dấu bằng các nút vuông.R(t) được tính theo công thức (2.11) sẽ 
 cho đường được đánh dấu bởi các nút tròn (Hình 2.4) 
 260
 240
 (2.7)
 220
 200
 R(t)
 180
 160
 (2.11)
 140
 120
 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
 t 
 Hình 2.4 So sánh giá trị R(t) theo công thức (2.7) và (2.11). 
 - Nghiên cứu biến đổi của băng thông ước lượng R(t) trong công thức (2.7), 
 theo sự biến đổi của thời gian quan sát Tqs, với các giá trị L=8000;R0=100; α 
 = 100, Tqs = 10..30 ta có đồ thị như trong Hình 2.5. Với Tqs nhỏ, R(t) có giá 
 trị băng thông lớn hơn, do đó đường R(t) dốc hơn. Như vậy với Tqs nhỏ, phép 
 ước lượng băng thông nhạy cảm hơn, nhanh chóng 
 14 
 Hình 2.5 Biến đổi của R(t) theo giá trị Tqs. 
 800
 700
 600
 (2.11) X=0.3
 500
 R(t) (2.11) X=0.2
 400
 300
 (2.11) X=0.1
 200
 100
 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
 t 
 Hình 2.6 Biến đổi của R(t) theo trọng số dung sai X 
 - Nghiên cứu biến đổi của băng thông ước lượngR(t) theo công thức (2.7) cho các 
 đoạn Tqs liên tiếp, với các giá trị L=8000;R0=100; α = 100, Tqs = 10 và so 
 sánh với trường hợp trọng số của phần dung sai X cố định, như trường hợp 
 được dùng trong các giao thức TCP, lần lượt bằng 0,1;0,2;0,3 như đồthị
 tương ứng (Hình 2.6). Đường đồ thị được đánh dấu vuông là giá trị của R(t) 
 theo công thức (2.7), ta có thể thấy nó xuất phát thấp hơn, nhưng sau đó lại 
 tiệm cận nhanh hơn đến gần giá trị của băng thông, sao một số khoảng thời 
 gian quan sát. 
 Như vậy, có thể nói, công thức (2.7) cho phép tính băng thông sử dụng nhanh hơn, 
so với phương pháp làm mịn trước đây của các giao thức TCP, nhờ việc sử dụng trọng 
số của phần dung sai là một hàm mũ, thay vì là một hằng số. Đồng thời ta tính được 
băng thông theo giá trịTqs , là thời gian gói tin đi từ nút mạng j-1, đến j, tức là bằng một 
 15 
nửa thời gian RTT thông thường. Công thức (2.7) cho phép tính toán băng thông tại bên 
nhận, khi có đủ giá trị của các tham số, nhờ đó các giao thức sử dụng công thức này sẽ
phản ứng nhanh hơn. 
2.4 Kết luận chương II 
 Trong chương II, xem xét các nghiên cứu và đề xuất trong việc khắc phục điểm 
yếu của giao thức truyền thông họ TCP cho đến. nay 
 Luận án đề xuất phương pháp xác định nhu cầu băng thông và trạng thái đường 
truyền nhanh chóng từ mỗi nút mạng, dựa trên tốc độ đến gói tin và kích thước bộ đệm, 
từ đó đảm bảo khả năng điều khiển tắc nghẽn nhanh hơn, so với các giao thức TCP. 
 Trong chương tiếp theo, từ những cơ sở kết luận được chứng minh trong chương 
II, luận án đề xuất phương án cải tiến cơ chếquản lý tắc nghẽn của TCP, giúp giao thức 
thích nghi tốt hơn trong môi trường không dây, cải thiện thông lượng, đồng thời đảm 
bảo công bằng giữa các luồng dữ liệu.. 
 CHƯƠNG 3. MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN TRUYỀN THÔNG TỰ THÍCH 
 NGHI CHO MẠNG KHÔNG DÂY 
 Trong chương này, luận án đề xuất phương án cải tiến cơ chế AIMD của giao 
thức TCP bằng mô hình tự thích nghi, giúp giao thức thích nghi tốt hơn trong môi trường 
không dây, cải thiện thông lượng, đồng thời đảm bảo công bằng giữa các luồng dữ liệu. 
3.1 Cơ chế điều khiển thích nghi 
 Cơ chế điều khiển thích nghi được đề xuất như sau: 
 Kt -Kt
 wt+R = wt + a1 .e + a2.e nếu không mất gói tin (3. 1) 
 wt+R = wt/2 nếu mất gói tin 
 Hình 3. 1 . Cơ chế điều khiển thích nghi 
 16 
 Trong đó, a1, a2, là các tham số điều khiển, K là hệ số. 
 Cơ chế điều khiển thích nghi được gọi là ECIMD ( Exponent Combinational 
Increase Multiplicative Decrease) thay thế cho cơ chế AIMD của các giao thức họ TCP. 
 Sở cứ thực thế của cơ chế này như sau: 
 - Khi không mất gói tin, cơ chế điều khiển thích nghi cho phép tăng dần tốc độ
 K 
 truyền tin vào mạng. Với việc đưa ra thông tin gồm thànhphần a1.e vào công 
 thức (3.1), ECIMD thể hiện giai đoạn khởi động chậm, tăng dần theo hàm mũ. 
 -Kt
 - Thành phần a2.e trong công thức thể hiện giai đoạn tăng gần bão hòa, nghĩa 
 là tốc độ tăng chậm dần để giúp quá trình thực hiện hạn chế tắc nghẽn và công 
 bằng lưu lượng giữa các luồng tin. 
 Bởi tính liên tục của hàm mũ, ta có thể biến đổi (3.1) để tìm hàm biểu diễn giá 
trị cho W(t) như sau: 
 T T
 W W W W W W
 T  t 1  t T 
 t0 T 1 T 1
 t0 t0
 T T
 Kt Kt
 W W .e dt .e dt 
 T t0 a1 a2
 to to
 Đơn giản hóa cách giải với a1 = a2 = a, ta thu được 
 푊 = 푊 + . (푒퐾 − 1) − . (푒−퐾 − 1) (3. 2) 
 푡0 퐾 퐾
 dW(t)
 a.e Kt a.e Kt (3. 3) 
 dt
 K càng nhỏ, độ hội tụ càng tốt. Để K phản án sự ảnh hưởng của kích thước cửa 
 a
 K 
 W
sổ cực đại Wm, ta chọn: m 
 Trong khoảng (t0,t1) là thời gian giữa hai gói tin bị mất gần nhất, giả thiết có 1/p 
gói được gửi thành công với xác xuất lỗi p theo sau một gói tin bị lỗi. Như vậy một gói 
tin sẽ bị mất tại thời điểm t1 và cửa sổ sẽ giảm thành Wm/2. 
 Đặt N là số gói tin giữa 2 lần bị mất gói tin. N là diện tích hình gạch dọc (H3.1) 
 1 t1
 N W (t)dt
 t
 RTT 0 
 17 
 W t1 1
 m (e K.t e K.t )dt 
 t
 RTT 0 2
 Với t0=0, ta có: 
 W 1 1 1 2 
 N m e K.t1 e K.t1 t1 (3.8) 
 RTT K K 2 K 
 W 1 ln(X ) 
 N m X 2 
 RTT.K X 2. 
 1 ln(X ) 
 Đặt X 2 Y 
 X 2. 
 W .Y W 2 .Y
 N m => N m (3. 9) 
 RTT.K RTT.a
 Thay p=1/N từ giả thiêt vào phương trình trên, ta thu được 
 2 RTT.a RTT.a
 Wm => Wm (3.10) 
 p.Y p.Y
 Trong khoản thời gian (t0,t1) có gói tin N được gửi, do vậy ta có: 
 N Wm .Y 1
  ECIMD : ln(X ) 
 t1 t0 RTT.K K
 a Y
  ECIMD (3. 11) 
 RTT * p. ln(X )
 Nếu chọn giá trị tham số điều khiển sao cho 
 3/ 2
 a. . ln(X ) (3. 12) 
 Y.RTT
 Công thức (3.11) trở thành 
 3/ 2
  ECIMD * (3.13) 
 RTT * p.
 Công thức (3. 24) với β =1 chính là công thức tính thông lượng được sử dụng 
trong TCP 3/ 2 . Do vậy có thể nói,mô hình công thức (3.13) tổng quát hơn, 
 TCP 
 RTT. p
so với trường hợp của TCP. 
 Tính toán mô phỏng 
 - Nghiên cứu biến đổi của thông lượng theo công thức (3.13) theo 
 giá trị xác xuất mất gói tin p=[0.001;1], và RTT = 100, ta có đồ thị như Hình 
 3.2. Đường TCP có mũi tên chỉ, minh họa cho thông lượng tương ứng của 
 TCP. Giá trị p càng nhỏ, thông lượng càng lớn. 
 18 
 ECIMD vs AIMD RTT=100ms; a =[5..50]; 
 140
 120
 100
 80
 ECIMD (a=5)
 60
 thong luong thong
 40 TCP
 20
 0
 0 50 100 150 200 250
 p(*10-3) 
 Hình 3. 2 . Biến đổi của Thông lượng theo p 
 ECIMD vs AIMD
 140
 120
 100
 80
 Throughput 60
 40
 TCP
 20
 0
 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
 RTT(ms) 
 Hình 3. 3 . Biến đổi của Thông lượng theo RTT 
 - Nghiên cứu biến đổi của thông lượng theo RTT với các tham số 
 điều khiển a khác nhau (H 3.3), ta có thể thấy thông lượng đạt được của cơ 
 chế ECIMD cao hơn thông lượng của cơ chế tăng cửa sổ theo AIMD. 
3.2 Thuật toán tính RTT 
 Trong TCP, với thuật toán nguyên gốc, để làm mịn sự biến đổi của giá trị RTT, 
RTT được áp dụng theo bộ lọc thông thấp: 
 RTT = (α • RTT_cũ) + ((1 − α) • Rk) (3.14) 
 Hay RTTk = (α • RTTk-1) + ((1 − α) • Rk) 
 Với k là ký hiệu cho giá trị thống kê thứ k. Rk là giá trị RTT đo được tương ứng. 
3.2.1 Phân tích công thức RTT theo hàm thống kê 
 Ta chỉ cần phân tích (3.25): 
 19 
 훼
 푅 = (1 − 훼) (푅 + (푅 )) 
 1 − 훼 −1
 Tiếp tục khai triển RTTk-1 theo các giá trị trước đó: 
 훼
 푅 = (1 − 훼) (푅 + ((1 − 훼). 푅 + 훼. 푅 )) 
 (1 − 훼) −1 −2
 2 
 푅 = (1 − 훼)(푅 + α. 푅 −1 + 훼 . 푅 −2 + ⋯ + 훼 푅 − ) 
 (푅 + 훼푅 +훼2푅 +⋯+훼 푅 )
 푅 = −1 −2 − (3.16) 
 1+훼+훼2+⋯+ 훼 
 Công thức trên có mẫu số là tổng các hệ số của đa thức trên tử số, chính là hàm 
số thống kê EWMA, là hàm tính bình quân có trọng số theo hàm mũ, trong đó các giá 
trị lấy mẫu thứ j là Rk-j có trọng số được tính theo hàm mũ bậc j của (1- α). 
 Ta có thể tính tỷ trọng của N trạng thái gần nhất, so với toàn bộ các trọng số theo 
công thức 
 (1+(1−훼)+(1−훼)2+..+(1−훼) )
 푊푅 = 
 (1+(1−훼)+(1−훼)2+..+(1−훼)∞)
 푊푅 = 1 − 훼 +1 (3.17) 
 Ta nhận thấy, WR = 77% khi N = 10, tức là 10 giá trị RTT đo được gần nhất, 
thời sự nhất, đóng góp 77% trên tổng số trọng số của tất cả các giá trị RTT. Khi N càng 
nhỏ, tỷ lệ trọng số trên tổng trọng số của N mẫu gần nhất càng nhỏ. Ngược lại khi số 
lượng mẫu N lớn, WR càng lớn. 
 Do trong TCP giá trị α là cố định, công thức (3.14) truy hồi đến tất cả các giá trị 
mẫu, kể từ khi bắt đầu phiên làm việc. Cách tính này không phù hợp cho môi trường 
không dây, vốn có nhiều tham số môi trường luôn biến thiên độc lập. 
 Với công thức tính RTT hiện nay (α = 7/8 hay ~0.9), giá trị RTT mới chỉ đóng 
góp 10% tỷ trọng vào giá trị trung bình của RTT. Để RTT bắt kịp sự biến đổi của môi 
trường, ta cần nâng cao tỷ lệ trọng số của N trạng thái gần nhất. Ví dụ với N = 5, và 
mong muốn tỷ lệ trọng số WR >= 90%, ta tính được α <= 0.63; N=10, α <= 0.7875. 
 Để giải quyết vấn đề chọn giá trị α phù hợp, và thay cho một giá trị không đổi, 
chúng tôi đề xuất chọn α là một hàm số, và giá trị α được thay đổi và lưu giữ theo yêu 
cầu của người sử dụng, và được tham chiếu mỗi khi khởi tạo một phiên làm việc mới.
 20 
 Tham khảo giá trị α được lưu giữ; 
 Mặc định α = 0.63; RTO=3; RTT max = 2.5; G =1;K=4; 
 Y=2
 Tính α từ (5)
 Yêu cầu N, WR 
 Lưu giữ N, 
 mới
 WR, α mới 0
 1
 Nhận được giá trị 
 0 mới R < RTTmax
 0
 Nhận được giá trị R 
 Nhận được giá 
 1> RTTmax Y lần liên 
 trị mới R lần 1 
 tiếp
 1
 1
 RTT=R;
 RTTVAR=R/2; RTTVAR = α*RTTVAR+(1-α)*|RTT-R|;
 RTTmax = RTT = α*.RTT+(1-α)*R;
 RTT+max(G,K RTTmax = RTT+max(G,K*RTTVAR)
 *RTTVAR)
 1
 Hết chờ gói 
 tin?
 1
 Tính toán mô phỏng 
 Để xây dựng mô phỏng để so sánh thuật toán RTT điều chỉnh và phương pháp 
của TCP, chúng tôi sử dụng môi trường mô phỏng NS cho một trạm di động sử dụng 
TCP nối với trạm gốc bằng đường truyền 3Mbps mô phỏng cho mạng không dây 
(H.3.14a). 
 a) b) 
 Hình 3.7. Giá trị RTT đo bằng phương pháp EWMA RTT 
 EWMA được áp dụng tính RTT cho luồng dữ liệu từ nút 1 đến 4 với số lượng 
lược sử N = 5, α= 0.6 để so sánh với giá trị RTT của luồng tin từ nút 1 đến 5.
 So sánh phương pháp tính RTT cổ điển của TCP và phương pháp mới, ta nhận 
t