[논문 리뷰] Vertical Handover decision schemes using SAW and WPM for Network selection in Heterogeneous Wireless Networks

K. Savitha, C. Chandrasekar|arXiv (Cornell University)|2011. 09. 21.

IPv6, Mobility, Handover, Networks, Security참고 문헌 15인용 수 101

한 줄 요약

이 논문은 이질적 무선 네트워크에서 수직 핸드오버 결정 기법을 제안하며, 단순가중합계(SAW) 및 가중곱모델(WPM)을 사용하여 원활한 연결을 위한 최적의 네트워크를 선택한다. 대역폭, 지연, 신호 세기와 같은 서비스 품질(QoS) 매개변수를 평가함으로써 핸드오버 중 처리 지연을 줄이며, SAW에 비해 WPM이 결정 정확도와 안정성에서 뛰어난 성능을 보였다.

ABSTRACT

Seamless continuity is the main goal and challenge in fourth generation Wireless networks (FGWNs), to achieve seamless connectivity "HANDOVER" technique is used,Handover mechanism are mainly used when a mobile terminal(MT) is in overlapping area for service continuity. In Heterogeneous wireless networks main challenge is continual connection among the different networks like WiFi, WiMax, WLAN, WPAN etc. In this paper, Vertical handover decision schemes are compared, Simple Additive Weighting method (SAW) and Weighted product model (WPM) are 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. In this paper both SAW and WPM methods are compared with the Qos parameters of the mobile terminal (MT) to connect with the best network. Keywords: Handover, Vertical handover decision schemes, Simple additive weighting, Weight product method.

연구 동기 및 목표

• 4세대 이질적 무선 네트워크(FGWNs)에서 Wi-Fi, WiMax, WLAN과 같은 겹치는 기술을 가진 환경에서 원활한 연결을 확보하기 위한 과제를 해결한다.
• 실시간 응용 프로그램에 매우 중요한 핸드오버 결정 단계에서의 처리 지연을 줄인다.
• QoS 매개변수에 기반한 다기준 의사결정 방법을 활용하여 네트워크 선택 정확도를 향상시킨다.
• 모바일 단말기(MT)가 이용 가능한 최적의 네트워크를 선택하는 데 있어 SAW와 WPM의 성능을 비교한다.

제안 방법

• 저자는 단순가중합계(SAW) 방법을 사용하며, 이는 정규화된 QoS 매개변수의 가중합을 계산하여 후보 네트워크를 순위 매긴다.
• 가중곱모델(WPM)을 대안으로 적용하여, 정규화된 QoS 지표의 곱셈적 집계를 사용해 최적의 네트워크를 결정한다.
• 가용한 네트워크(방문자 네트워크, VNs)로부터 대역폭, 지연, 지터, 신호 세기와 같은 QoS 매개변수를 수집하여 평가한다.
• 모바일 단말기(MT)가 핸드오버 영역에 진입할 때 의사결정 프로세스가 트리거되며, 가중 점수에 따라 네트워크 우선순위를 정한다.
• SAW와 WPM는 동일한 네트워크 조건과 QoS 매개변수 세트를 기반으로 평가되어 공정한 비교를 보장한다.
• 양쪽 기법은 핸드오버 신호 전달 및 처리 오버헤드를 최소화하도록 설계되어 실시간 성능을 향상시킨다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이질적 무선 네트워크에서 수직 핸드오버 의사결정에 있어 SAW와 WPM의 정확도와 안정성은 어떻게 비교될 수 있는가?
• RQ2 핸드오버 결정 단계에서의 처리 지연의 영향은 무엇이며, 다기준 의사결정 모델을 통해 어떻게 최소화할 수 있는가?
• RQ3 모바일 단말기의 최적 네트워크 선택을 결정하는 데 가장 영향을 미치는 QoS 매개변수들은 무엇인가?
• RQ4 WPM은 네트워크 선택 과정에서 비선형적이고 비가산적인 QoS 트레이드오프를 처리하는 데 SAW를 능가할 수 있는가?
• RQ5 제안된 기법들은 다양한 무선 기술 간 수직 핸드오버 시 원활한 연결을 어떻게 유지하는가?

주요 결과

• WPM 방법은 특히 상충되는 QoS 트레이드오프가 존재하는 상황에서 SAW에 비해 더 높은 정확도와 안정성을 보였다.
• SAW와 WPM 모두 핸드오버 결정 단계에서 처리 지연을 줄여 더 빠르고 원활한 연결을 가능하게 하였다.
• 정규화된 QoS 매개변수(대역폭, 지연, 지터, 신호 세기)의 사용은 다양한 네트워크 유형 간 의사결정 일관성을 크게 향상시켰다.
• WPM 모델은 QoS 지표 간 비선형 관계를 더 잘 처리할 수 있어, 동적 네트워크 환경에 더 적합한 것으로 나타났다.
• 제안된 기법들은 이질적 네트워크에서 원활한 수직 핸드오버를 효과적으로 지원하여 서비스 중단을 최소화하였다.
• 이 연구는 SAW와 WPM와 같은 다기준 의사결정 모델이 FGWNs에서 실시간 네트워크 선택에 실현 가능하고 효율적임을 확인하였다.