[论文解读] Vertical Handover decision schemes using SAW and WPM for Network selection in Heterogeneous Wireless Networks

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

IPv6, Mobility, Handover, Networks, Security参考文献 15被引用 101

一句话总结

本文提出了一种在异构无线网络中使用简单加权法（SAW）和加权乘积模型（WPM）的垂直切换决策方案，以实现无缝连接的最优网络选择。通过评估带宽、延迟和信号强度等服务质量（QoS）参数，该方案减少了切换过程中的处理延迟，且与SAW相比，WPM在决策准确性和稳定性方面表现更优。

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.

研究动机与目标

• 为解决第四代异构无线网络（FGWNs）中Wi-Fi、WiMax和WLAN等重叠技术带来的无缝连接挑战。
• 减少切换决策阶段的处理延迟，这对实时应用至关重要。
• 通过基于QoS参数的多准则决策方法，提升网络选择的准确性。
• 比较SAW与WPM在为移动终端（MT）选择最佳可用网络时的性能表现。

提出的方法

• 作者采用简单加权法（SAW），通过计算归一化QoS参数的加权和来对候选网络进行排序。
• 将加权乘积模型（WPM）作为替代方案，利用归一化QoS度量的乘积聚合来确定最佳网络。
• 从可用网络（访客网络，VNs）中收集带宽、延迟、抖动和信号强度等QoS参数以供评估。
• 当移动终端（MT）进入切换区域时触发决策过程，根据加权得分优先选择网络。
• 在相同网络条件和QoS参数集下对SAW与WPM进行评估，以确保公平比较。
• 所设计的方案旨在最小化切换信令和处理开销，从而提升实时性能。

实验结果

研究问题

• RQ1 在异构无线网络的垂直切换决策中，SAW与WPM在准确性和稳定性方面如何比较？
• RQ2 切换决策阶段的处理延迟有何影响？如何利用多准则决策模型来最小化该延迟？
• RQ3 哪些QoS参数对确定移动终端的最佳网络选择最具影响力？
• RQ4 WPM是否能在处理QoS指标之间的非线性和非可加性权衡时优于SAW？
• RQ5 所提出的方案如何在不同无线技术之间保持垂直切换的无缝连接？

主要发现

• 与SAW相比，WPM在存在冲突QoS权衡的情境下表现出更高的网络选择准确性和稳定性。
• SAW与WPM均减少了切换决策阶段的处理延迟，有助于实现更快、更无缝的连接。
• 使用归一化的QoS参数（带宽、延迟、抖动、信号强度）显著提升了在不同类型网络间决策的一致性。
• WPM模型在处理QoS度量之间非线性关系方面更具鲁棒性，因此更适合动态网络环境。
• 所提出的方案在异构网络中有效支持了无缝垂直切换，最大限度减少了服务中断。
• 研究证实，SAW与WPM等多准则决策模型在FGWNs中实现实时网络选择方面具有可行性与高效性。