[论文解读] 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 25

一句话总结

本文提出了一种基于逼近理想解排序技术（TOPSIS）的分布式垂直切换决策方案，以优化异构无线网络中的网络选择。通过评估带宽、延迟和信号强度等关键QoS指标下的多个候选网络，TOPSIS使移动终端能够以最小的处理延迟选择最优网络，确保在4G网络中实现无缝的服务连续性。

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

研究动机与目标

• 解决在异构无线网络中垂直切换期间无缝服务连续性的挑战。
• 减少移动网络切换决策阶段的处理延迟。
• 通过多准则决策方法评估多个候选网络，提高网络选择的准确性。
• 实施一种分布式决策机制，使移动终端能够自主选择最佳网络。
• 通过优先考虑带宽、延迟和信号强度等关键性能指标，提升QoS。

提出的方法

• 所提出的方案使用TOPSIS方法根据网络与理想解的接近程度对可用网络进行排序。
• 网络选择基于多个QoS属性，包括带宽、延迟和接收信号强度。
• 该方法为每个候选网络计算相对接近度评分，以确定最优选择。
• 决策过程是分布式的，移动终端独立完成评估，无需依赖集中式控制。
• TOPSIS算法将归一化性能值转换为加权决策矩阵，并计算与正理想解和负理想解的距离。
• 最终选择通过选取与理想解相对接近度最高的网络完成。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何优化垂直切换决策，以减少异构无线网络中的处理延迟？
• RQ2 哪种多准则决策技术能有效根据QoS参数对候选网络进行排序？
• RQ3 与集中式或单指标方法相比，TOPSIS的分布式应用如何提升切换性能？
• RQ4 在确保无缝服务连续性方面，网络选择中应优先考虑哪些关键QoS指标？
• RQ5 TOPSIS能否为4G移动环境中的实时网络选择提供可扩展且高效的解决方案？

主要发现

• 基于TOPSIS的方法显著减少了垂直切换决策阶段的处理延迟。
• 该方法使移动终端能够基于QoS指标的综合评估，从多个候选网络中选择最佳网络。
• 该方案的分布式特性提高了可扩展性，并降低了对网络基础设施的依赖。
• 使用归一化和加权性能指标，确保了在不同类型网络之间进行公平且客观的比较。
• 结果表明，切换决策的准确性得到提升，且能更快收敛到最优网络选择。
• 该方案支持在异构无线网络重叠覆盖区域实现无缝服务连续性。