Context awareness and related challenges: A comprehensive evaluation study for a context-based RAT selection scheme towards 5G networks

Abstract

Ο αποτελεσματικός σχεδιασμός των δικτύων είναι απαραίτητος για να αντιμετωπιστεί ο αυξανόμενος αριθμός των συνδρομητών κινητού διαδικτύου και των απαιτητικών υπηρεσιών δεδομένων, που ανταγωνίζονται για περιορισμένους ασύρματους πόρους. Επιπλέον, οι βασικές προκλήσεις για τα συνεχώς αναπτυσσόμενα δίκτυα LTE είναι η αύξηση των δυνατοτήτων των υφιστάμενων μηχανισμών, η μείωση της υπερβολικής σηματοδότησης (signaling) και η αξιοποίηση ενός αποτελεσματικού μηχανισμού επιλογής τεχνολογίας ασύρματης πρόσβασης (RAT). Υπάρχουν ποικίλες προτάσεις στην βιβλιογραφία σχετικά με αυτές τις προκλήσεις, μερικές από τις οποίες παρουσιάζονται εδώ. Ο σκοπός της εργασίας αυτής είναι να ερευνήσει τις τρέχουσες εξελίξεις στα δίκτυα LTE σχετικά με την ενσωμάτωση EPC και WiFi και την επίγνωση πλαισίου (context awareness) στην διαχείριση κινητικότητας, και να προτείνει τον αλγόριθμο COmpAsS, έναν μηχανισμό που χρησιμοποιεί ασαφή λογική (fuzzy logic) για να επιλέξει την πιο κατάλληλη τεχνολογία ασύρματης πρόσβασης για τα κινητά. Επιπλέον, έχουμε ποσοτικοποιήσει το κόστος σηματοδότησης του προτεινόμενου μηχανισμού σε σύνδεση με τις σημερινές προδιαγραφές του 3GPP και εκτελέσαμε μια ολοκληρωμένη ανάλυση. Τέλος, αξιολογήσαμε τον αλγόριθμο μέσω εκτεταμένων προσομοιώσεων σε ένα πολύπλοκο και ρεαλιστικό σενάριο χρήσης 5G, που απεικονίζονται τα σαφή πλεονεκτήματα της προσέγγισής μας όσον αφορά τη συχνότητα μεταπομπών (handover) και τις μετρήσεις βασικών QoS τιμών, όπως ρυθμός μετάδοσης και καθυστέρηση.Effective network planning is essential to cope with the increasing number of mobile internet subscribers and bandwidth-intensive services competing for limited wireless resources. Additionally, key challenges for the constantly growing LTE networks is increasing capabilities of current mechanisms, reduction of signaling overhead and the utilization of an effective Radio Access Technology (RAT) selection scheme. There have been various proposals in literature regarding these challenges, some of which are discussed here. The purpose of this work is to research the current advances in LTE networks regarding EPC - WiFi integration and context awareness in mobility management, and propose the COmpAsS algorithm, a mechanism using fuzzy logic to select the most suitable Radio Access Technology. Furthermore, we quantify the signaling overhead of the proposed mechanism by linking it to the current 3GPP specifications and performing a comprehensive analysis. Finally, we evaluate the novel scheme via extensive simulations in a complex and realistic 5G use case, illustrating the clear advantages of our approach in terms of handover frequency and key QoS metrics, i.e. the user-experienced throughput and delay

    Similar works