[논문 리뷰] Network Selection Using TOPSIS in Vertical Handover Decision Schemes for Heterogeneous Wireless Networks

K. Savitha, C. Chandrasekar|arXiv (Cornell University)|2011. 06. 13.

IPv6, Mobility, Handover, Networks, Security참고 문헌 13인용 수 25

한 줄 요약

이 논문은 이질적 무선 네트워크에서 네트워크 선택을 최적화하기 위해 이상 솔루션에 유사한 순서우선 기법(TOPSIS)을 사용하는 분산 수직 핸드오버 결정 기법을 제안한다. 대기역량, 지연, 신호 강도와 같은 핵심 QoS 지표를 기반으로 다수의 후보 네트워크를 평가함으로써 TOPSIS는 이동 단말기가 최적의 네트워크를 최소한의 처리 지연으로 선택할 수 있도록 하여 4G 네트워크에서 원활한 서비스 연속성을 보장한다.

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

연구 동기 및 목표

• 이질적 무선 네트워크에서 수직 핸드오버 중 원활한 서비스 연속성 문제를 해결하기 위해.
• 모바일 네트워크에서 핸드오버 결정 단계 동안 처리 지연을 줄이기 위해.
• 다중 기준 의사결정 접근법을 사용하여 다수의 후보 네트워크를 평가함으로써 네트워크 선택 정확도를 향상시키기 위해.
• 이동 단말기가 자율적으로 최적의 네트워크를 선택할 수 있도록 분산 의사결정 메커니즘을 구현하기 위해.
• 대역폭, 지연, 신호 강도와 같은 핵심 성능 지표를 우선순위에 따라 네트워크를 우선시함으로써 QoS를 향상시키기 위해.

제안 방법

• 제안된 기법은 이상 솔루션에 가까운 정도에 따라 가용 네트워크를 순위 매기는 데 TOPSIS 방법을 사용한다.
• 네트워크 선택은 대역폭, 지연, 수신 신호 강도와 같은 다수의 QoS 특성에 기반한다.
• 각 후보 네트워크에 대해 상대적 가까움 점수를 계산하여 최적의 선택을 결정한다.
• 의사결정 과정은 분산되어 있으며, 중앙 집중식 제어에 의존하지 않고 이동 단말기가 평가를 수행한다.
• TOPSIS 알고리즘은 정규화된 성능 값을 가중치가 부여된 의사결정 행렬로 변환하고, 양의 이상 솔루션과 음의 이상 솔루션으로부터의 거리를 계산한다.
• 최종 선택은 이상 솔루션에 가장 가까운 네트워크를 선택하여 이루어진다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이질적 무선 네트워크에서 처리 지연을 줄이기 위해 수직 핸드오버 의사결정을 어떻게 최적화할 수 있는가?
• RQ2 QoS 파rameter를 기반으로 후보 네트워크를 효과적으로 순위 매길 수 있는 다중 기준 의사결정 기법은 무엇인가?
• RQ3 TOPSIS를 분산적으로 적용할 경우 중심화 또는 단일 지표 접근법에 비해 핸드오버 성능을 어떻게 향상시킬 수 있는가?
• RQ4 원활한 서비스 연속성을 위해 네트워크 선택에서 우선순위를 정해야 할 핵심 QoS 지표는 무엇인가?
• RQ5 TOPSIS는 4G 모바일 환경에서 실시간 네트워크 선택을 위한 확장 가능하고 효율적인 솔루션을 제공할 수 있는가?

주요 결과

• TOPSIS 기반 기법은 수직 핸드오버 결정 단계에서 처리 지연을 크게 감소시킨다.
• 이 방법은 이동 단말기가 QoS 지표의 종합적 평가에 기반해 다수의 후보 네트워크 중 최적의 네트워크를 선택할 수 있도록 한다.
• 이 기법의 분산 구조는 확장성을 향상시키고 네트워크 인프라 의존도를 낮춘다.
• 정규화 및 가중치가 부여된 성능 지표의 사용은 다양한 네트워크 유형 간 공정하고 객관적인 비교를 보장한다.
• 결과는 핸드오버 의사결정 정확도 향상과 최적의 네트워크 선택으로의 더 빠른 수렴을 입증한다.
• 이 기법은 이질적 무선 네트워크의 겹치는 커버리지 영역에서 원활한 서비스 연속성을 지원한다.