[論文レビュー] Network Selection Using TOPSIS in Vertical Handover Decision Schemes for Heterogeneous Wireless Networks

K. Savitha, C. Chandrasekar|arXiv (Cornell University)|Jun 13, 2011

IPv6, Mobility, Handover, Networks, Security参考文献 13被引用数 25

ひとこと要約

本論文は、ホットスポットの順序優先法（TOPSIS）を用いた分散型垂直ハンドオーバー意思決定方式を提案し、異種無線ネットワークにおけるネットワーク選択を最適化する。帯域幅、遅延、信号強度といった主要なQoS指標に基づき、複数の候補ネットワークを評価することで、TOPSISは移動端末が最小限の処理遅延で最適なネットワークを選択でき、4Gネットワークにおけるシームレスなサービス継続性を確保する。

ABSTRACT

"Handover" is one of the techniques used to achieve the service continuity in Fourth generation wireless networks (FGWNs). Seamless continuity is the main goal in fourth generation Wireless networks (FGWNs), when a mobile terminal (MT) is in overlapping area for service continuity Handover mechanism are mainly used While moving in the heterogeneous wireless networks continual connection is the main challenge. Vertical handover is used as a technique to minimize the processing delay in heterogeneous wireless networks this paper, Vertical handover decision schemes are compared and Technique of order preference by similarity to ideal solution (TOPSIS) in a distributed manner. TOPSIS is used to choose the best network from the available Visitor networks (VTs) for the continuous connection by the mobile terminal. In our work we mainly concentrated to the handover decision Phase and to reduce the processing delay in the period of handover

研究の動機と目的

• 異種無線ネットワークにおける垂直ハンドオーバー時のシームレスなサービス継続性の課題に対処すること。
• 移動ネットワークにおけるハンドオーバー意思決定フェーズでの処理遅延を低減すること。
• 複数の候補ネットワークを多基準意思決定手法で評価することで、ネットワーク選択の正確性を向上させること。
• 移動端末が自律的に最良のネットワークを選択できる分散型意思決定メカニズムを実装すること。
• 帯域幅、遅延、信号強度といった重要な性能指標を優先することでQoSを向上させること。

提案手法

• 提案手法は、各ネットワークが理想解に近いかどうかに基づき、利用可能なネットワークを順位付けする。
• ネットワーク選択は、帯域幅、遅延、受信信号強度といった複数のQoS属性に基づく。
• 各候補ネットワークの相対的近さスコアを計算し、最適選択を決定する。
• 意思決定プロセスは分散型であり、中央集権的制御に依存せず、移動端末が評価を実行する。
• TOPSISアルゴリズムは、正規化された性能値を重み付き意思決定行列に変換し、正の理想解および負の理想解からの距離を計算する。
• 最終的な選択は、理想解に最も近い相対的近さを持つネットワークを選択することで行われる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 異種無線ネットワークにおける処理遅延を低減するため、垂直ハンドオーバー意思決定をどのように最適化できるか？
• RQ2 QoSパrameterに基づき、候補ネットワークを効果的に順位付けできる多基準意思決定手法は何か？
• RQ3 分散型TOPSISの適用が、集中型または単一指標アプローチと比較して、どのようにハンドオーバー性能を向上させるか？
• RQ4 シームレスなサービス継続性のためのネットワーク選択において、優先すべき主要なQoS指標は何か？
• RQ5 TOPSISは、4Gモバイル環境におけるリアルタイムネットワーク選択に対してスケーラブルで効率的なソリューションを提供できるか？

主な発見

• TOPSISに基づくアプローチは、垂直ハンドオーバー意思決定フェーズにおける処理遅延を顕著に低減した。
• この手法により、移動端末はQoS指標の包括的評価に基づき、複数の候補ネットワークから最良のネットワークを選択できるようになった。
• 分散型アーキテクチャのおかげでスケーラビリティが向上し、ネットワークインfraに依存するリスクが低減された。
• 正規化および重み付けされた性能指標の使用により、多様なネットワークタイプ間での公平で客観的な比較が可能になった。
• 結果として、ハンドオーバー意思決定の正確性が向上し、最適なネットワーク選択への収束が迅速化した。
• 本手法は、異種無線ネットワークの重複カバレッジ領域においても、シームレスなサービス継続性を実現できる。