Genetic Algorithm for Vertical Handover (GAfVH)in a Heterogeneous networks

The fifth generation (5G) wireless system will deal with the growing demand of new multimedia and broadband application. The 5G network architecture is based on heterogeneous Radio Access Technologies (RATs). In such implementation the Vertical handover is a key issue. Up till now, systems are using simple mechanisms to make handover decision, based on the evaluation of the Received Signal Strength (RSS). In some cases these mechanisms are not Efficient.This paper presents a new vertical handover algorithm based on Genetic Algorithm (GAfVH). It aims to reduce the number of unnecessary handovers, and optimizes the system performance. We compare our simulation results to the Received Signal Strength (RSS) based method. The results show that the number of handovers decreases. Moreover, we demonstrate that the network selection result can differ from an application to another

Network Selection Problems - QoE vs QoS Who is the Winner?

In network selection problem (NSP), there are now two schools of thought. There are those who think using QoE (Quality of Experience) is the best yardstick to measure the suitability of a Candidate Network (CN) to handover to. On the other hand, Quality of Service (QoS) is also advocated as the solution for network selection problems. In this article, a comprehensive framework that supports effective and efficient network selection is presented. The framework   attempts to provide a holistic solution to network selection problem that is achieved by combining both of the QoS and QoE measures.   Using this hybrid solution the best qualities in both methods are combined to overcome issues of the network selection problem According to ITU-R (International Telecommunications Union – Radio Standardization Sector), a 4G network is defined as having peak data rates of 100Mb/s for mobile nodes with speed up to 250 km/hr and 1Gb/s for mobile nodes moving at pedestrian speed. Based on this definition, it is safe to say that mobile nodes that can go from pedestrian speed to speed of up to 250 km/hr will be the norm in future. This indicates that the MN’s mobility will be highly dynamic. In particular, this article addresses the issue of network selection for high speed Mobile Nodes (MN) in 4G networks. The framework presented in this article also discusses how the QoS value collected from CNs can be fine-tuned to better reflect an MN’s current mobility scenario

Sélection de réseaux d'accès sans fil hétérogènes pour les dispositifs multihôtes à l'aide des processus de décision de Markov

Les réseaux sans fil établis par les opérateurs combinent plusieurs technologies radio et couvrent de larges zones permettant aux utilisateurs de rejoindre le réseau coeur de l’opérateur en utilisant des interfaces réseaux correspondant à diverses technologies radio. L’utilisateur qui se trouve dans un tel environnement de réseaux sans fil hétérogène a un choix à faire quant aux réseaux d’accès à utiliser, car ce choix influe sur la qualité des transmissions des données. L’idée d’utiliser plusieurs technologies conjointement pour transférer un même flux de données a fait son chemin et a été concrétisée en 2013 par le protocole multichemin, Multipath TCP (MPTCP), applicable tant au filaire qu’au sans-fil. Dans cette thèse, d’une part, nous proposons deux modèles de sélection de réseaux d’accès dans les réseaux sans fil hétérogènes dénommés UFMDP (Utility Function and Markov Decision Process) et IUMDP (Integrated user Utility in Markov Decision Process). Ces modèles prennent en compte les utilités conjointes de l’opérateur et de l’utilisateur. L’utilité de l’opérateur utilise un cadre économique basé sur la notion de prix caché du noeud d’accès dérivé de la théorie des processus décisionnels de Markov. Ce cadre permet de tenir compte des comportements dynamiques des utilisateurs dans un réseau (fréquences d’accès, durée des connexions et noeuds d’accès utilisés). L’utilité de l’utilisateur s’appuie sur une fonction qui exprime sa satisfaction en regard des valeurs de métriques de qualité de service reçues. D’autre part, nous proposons une implémentation de MPTCP dans un simulateur de réseaux informatiques pour permettre des tests sur les propositions d’amélioration de l’utilisation concrète de MPTCP. Cette implémentation, basée sur la RFC 6824 (Request For Comments), est utilisée pour proposer un répartiteur de flux aux différentes sous-sessions de MPTCP. Les simulations portent sur les comparaisons des modèles de sélection de réseaux d’accès proposés et la méthode de sélection de réseaux d’accès conventionnelle basée sur la puissance du signal reçu RSS (Received Signal Strength). Ces simulations combinent les méthodes de sélection de réseau d’accès et les transferts de données en chemin unique puis en multichemin utilisant MPTCP. Les résultats des simulations illustrent une augmentation significative du revenu que l’opérateur tire de l’utilisation de ses réseaux avec les modèles de sélection de réseaux d’accès proposés, ainsi que des améliorations sur des valeurs des métriques de Qualité de Service (QoS) pour les utilisateurs comparativement à celles obtenues avec la méthode RSS. Le répartiteur proposé montre un bon comportement concernant les débits de données des utilisateurs comparativement au répartiteur expérimental proposé dans MPTCP

An intelligent network selection mechanism for vertical handover decision in vehicular Ad Hoc wireless networks

The design of the Vehicular Ad-hoc Network (VANET) technology is a modern paradigm for vehicular communication on movement. However, VANET's vertical handover (VHO) decision in seamless connectivity is a huge challenge caused by the network topology complexity and the large number of mobile nodes that affect the network traffic in terms of the data transmission and dissemination efficiency. Furthermore, the conventional scheme only uses a received signal strength as a metric value, which shows a lack of appropriate handover metrics that is more suitable in horizontal handover compared to VHO. Appropriate VHO decisions will result in an increase in the network quality of service (QoS) in terms of delay, latency, and packet loss. This study aims to design an intelligent network selection to minimize the handover delay and latency, and packet loss in the heterogeneous Vehicle-to- Infrastructure (V2I) wireless networks. The proposed intelligent network selection is known as the Adaptive Handover Decision (AHD) scheme that uses Fuzzy Logic (FL) and Simple Additive Weighting (SAW) algorithms, namely F-SAW scheme. The AHD scheme was designed to select the best-qualified access point (AP) and base station (BS) candidates without degrading the performance of ongoing applications. The F-SAW scheme is proposed to develop a handover triggering mechanism that generates multiple attributes parameters using the information context of vertical handover decision in the V2I heterogeneous wireless networks. This study uses a network simulator (NS-2) as the mobility traffic network and vehicular mobility traffic (VANETMobiSim) generator to implement a topology in a realistic VANET mobility scenario in Wi-Fi, WiMAX, and LTE networks technologies. The proposed AHD scheme shows an improvement in the QoS handover over the conventional (RSS-based) scheme with an average QoS increased of 21%, 20%, and 13% in delay, latency and packet loss, while Media Independent Handover based (MIH-based) scheme with 12.2%, 11%, and 7% respectively. The proposed scheme assists the mobile user in selecting the best available APs or BS during the vehicles’ movement without degrading the performance of ongoing applications