ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU LUỒNG VIDEO ĐIỂM - ĐA ĐIỂM TRONG MẠNG 5G SIÊU DÀY ĐẶC
Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa
Luận án này tập trung nghiên cứu và đề xuất các mô hình điều khiển tối ưu phân phối luồng video điểm - đa điểm trong mạng 5G siêu dày đặc (5G UDN) nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ (QoS) và sử dụng tài nguyên lưu trữ cũng như tài nguyên phổ tần một cách hiệu quả. Bối cảnh là sự phát triển của công nghệ kết nối mạng hiện đại và sự bùng nổ của mạng di động, Internet, với dữ liệu video chiếm phần lớn lưu lượng, đặt ra thách thức về tắc nghẽn và quản lý tài nguyên trong các hệ thống điều khiển kết nối mạng (NCS).
Mục tiêu chính của nghiên cứu là đề xuất các mô hình hệ thống điều khiển kết nối mạng điều khiển luồng dữ liệu, cụ thể là luồng video điểm - đa điểm trong 5G UDN để đạt dung lượng cực đại. Đối tượng nghiên cứu bao gồm kiến trúc mạng 5G UDN đa tầng, các kỹ thuật như lưu trữ, phân phối, chia sẻ tài nguyên phổ tần, truyền thông D2D, phân cụm, và mô hình mối quan hệ xã hội của người dùng.
Luận án đã đề xuất một mô hình NCS tối ưu luồng video, trong đó khối điều khiển được đặt tại trạm nền (MBS) để quản lý việc lưu trữ tại MBS, các trạm nền nhỏ (SBS), thiết bị người dùng lưu trữ (CH), thiết bị IoT, đồng thời điều khiển chia sẻ tài nguyên phổ tần của các thiết bị người dùng chia sẻ (SU) hỗ trợ D2DC điểm - đa điểm. Việc điều khiển này dựa trên thông tin hệ thống và phản hồi QoS từ người dùng để đảm bảo chất lượng SINR và tính công bằng về dung lượng luồng video.
Các cải tiến đáng kể bao gồm: 1) xem xét mối quan hệ xã hội của các thiết bị CH và người dùng yêu cầu (RU); 2) tận dụng hiệu quả hơn tài nguyên phổ tần của SU, cho phép một SU chia sẻ với nhiều CH trong nhiều cụm khác nhau, đồng thời đảm bảo tính công bằng về QoS cho các SU; 3) quan tâm đến sự biến động QoS tại RU nhằm đảm bảo tính công bằng về QoS hơn cho các RU. Mô hình điều khiển tối ưu luồng video điểm - đa điểm cũng được mở rộng để xét thêm năng lực lưu trữ ở tầng trạm nền nhỏ (FBS) để cung cấp video linh động hơn với dung lượng cực đại.
Luận án đã triển khai mô phỏng bằng công cụ Matlab thông qua thuật toán di truyền (GA) để kiểm chứng và đánh giá hiệu quả của các giải pháp đề xuất, so sánh với các cơ chế khác. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên các tạp chí khoa học uy tín trong nước và quốc tế, khẳng định đóng góp vào lĩnh vực điều khiển luồng video tối ưu trong 5G UDN.