Trong mục này dựa vào đánh giá hiệu suất của phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao. Đầu tiên là phân tích lý thuyết trong mục 6.2.1 và sau đó là kết quả mô phỏng trong mục 6.2.2.
Thông số Ký hiệu Giá trị
Bán kính WLAN 150m, 200m, 300m
Công suất truyền AP 20 dBm
Khoảng cách giữa AP và điểm tham chiếu 1m Suy hao đường truyền tại điểm tham chiếu 40dB
Số mũ suy hao đường truyền 3,5
Độ lệch tiêu chuẩn của fading chậm 4,3 dB Trễ chuyển giao từ mạng tế bào đến WLAN 2s Trễ chuyển giao từ WLAN đến mạng tế bào 2s Xác suất chuyển giao thất bại chấp nhận được 0,02
61 Xác suất chuyển giao không cần thiết chấp nhận được
0,04
Bảng 6.1 : Các thông sốđược dùng trong mô phỏng đánh giá hiệu suất 6.2.1 Phân tích lý thuyết của phương pháp
Trong phương pháp dựa vào RSS cố định, chuyển giao đến WLAN được thực hiện khi RSS từ WLAN trên mức ngưỡng 1 . Sử dụng công thức (12) trong [YMS08], xác suất chuyển giao thất bại cho phương pháp dựa vào ngưỡng RSS cốđịnh được tính như sau:
1, 2 1
, 0 2 1 (6.2.1)
Trong đó 1 là khoảng cách giữa MT và AP của tế bào WLAN khi chuyển giao đến WLAN xuất hiện trong phương pháp dựa vào RSS ngưỡng cố định.
Xác suất chuyển giao không cần thiết theo phương pháp dựa vào ngưỡng RSS cốđịnh được tính như sau:
1, 2 1
, 0 2 1 (6.2.2)
Xác suất chuyển giao thất bại và không cần thiết của phương pháp dựa vào ngưỡng RSS cố định ( 1 150 )và đánh giá cần thiết chuyển giao được mô tả trên các hình dưới đây:
62
Hình 6.1: Xác suất chuyển giao thất bại của phương pháp dựa vào RSS cố định và phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao
63
Hình 6.2: Xác suất chuyển giao không cần thiết của phương pháp dựa vào RSS cốđịnh và phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao
Nhậnxét:
Xác suất chuyển giao thất bại và xác suất chuyển giao không cần thiết theo phương pháp RSS cốđịnh tăng dần khi vận tốc trung bình tăng, còn theo phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao luôn có giá trị không đổi thứ tự là 0,02 và 0,04 là do chọn P_f_HNE =P_f = 0,02 và P_u_HNE = P_u = 0,04
Khi phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao được đưa ra nhằm giữ xác suất chuyển giao thất bại hoặc không cần thiết dưới mức thiết lập sẵn, dù vận tốc MT tăng nhưng xác suất còn lại như nhau. Dựa vào mô tả trên hình, vận tốc cao hơn, xác suất chuyển giao thất bại và không cần thiết của phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao thấp hơn phương pháp RSS cố định. Ngược lại với vận tốc trung bình nhỏ hơn 18 km/h, phương pháp RSS cốđịnh có kết quả tốt hơn.
64
6.2.2 Kết quả mô phỏng.
Kết quả mô phỏng thực hiện thí nghiệm được thực hiện với MATLAB, thí nghiệm với 1000 quỹđạo MT qua khu vực phủ tế bào WLAN với tốc độ trung bình tăng từ 1 km/h đến 100 km/h tăng dần 2 km/h. Với mỗi đường quỹđạo điểm vào tế bào WLAN ngẫu nhiên được chọn và phân bốđồng dạng ngẫu nhiên góc giữa 0 và
2π. Bán kính WLAN cho các trường hợp mô phỏng được sử dụng là 150m, 200m, 300m
Mô phỏng với
Hình 6.3: Số chuyển giao thất bại theo phương pháp RSS cốđịnh và đánh giá cần thiết chuyển giao
Từ các hình này ta nhận thấy rằng với phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao số chuyển giao thất bại tăng dần từ 0 lên 100 khi vận tốc tăng dần từ 0
65
đến 100km/h nhưng luôn nhỏ hơn so với phương pháp dựa vào ngưỡng RSS cố định.
Hình 6.4 Số chuyển giao không cần thiết theo phương pháp RSS cốđịnh và
đánh giá cần thiết chuyển giao
Từ các hình này ta nhận thấy rằng với phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao số chuyển giao không cần thiếttăng dần từ 0 lên khoảng 220 khi vận tốc tăng dần từ 0 đến 100km/h nhưng luôn nhỏ hơn so với phương pháp dựa vào ngưỡng RSS cố định.
66
Hình 6.5: Số chuyển giao thất bại theo phương pháp RSS cốđịnh và đánh giá cần thiết chuyển giao
Từ các hình này ta nhận thấy rằng với phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao số chuyển giao thất bại tăng dần từ 0 lên 60 khi vận tốc tăng dần từ 0 đến 100km/h nhưng luôn nhỏ hơn so với phương pháp dựa vào ngưỡng RSS cốđịnh.
67
Hình 6.6 Số chuyển giao không cần thiết theo phương pháp RSS cốđịnh và
đánh giá cần thiết chuyển giao
Từ các hình này ta nhận thấy rằng với phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao số chuyển giao không cần thiết tăng dần từ 0 lên 160 khi vận tốc tăng dần từ 0 đến 100km/h nhưng luôn nhỏ hơn so với phương pháp dựa vào ngưỡng RSS cố định.
68
Hình 6.7: Số chuyển giao thất bại theo phương pháp RSS cốđịnh và đánh giá cần thiết chuyển giao
Từ các hình này ta nhận thấy rằng với phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao số chuyển giao thất bại tăng dần từ 0 lên 40 khi vận tốc tăng dần từ 0 đến 100km/h nhưng luôn nhỏ hơn so với phương pháp dựa vào ngưỡng RSS cốđịnh.
69
Hình 6.8 Số chuyển giao không cần thiết theo phương pháp RSS cốđịnh và
đánh giá cần thiết chuyển giao
Từ các hình này ta nhận thấy rằng với phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao số chuyển giao không cần thiết tăng dần từ 0 lên 90 khi vận tốc tăng dần từ 0 đến 100km/h nhưng luôn nhỏ hơn so với phương pháp dựa vào ngưỡng RSS cố định.
Nhận xét:
Khi vận tốc trung bình của MT tăng thì số chuyển giao thất bại và chuyển giao không cần thiết của cả hai phương pháp đều tăng nhưng số chuyển giao thất bại và không cần thiết của phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao luôn nhỏ hơn phương pháp RSS cốđịnh.
Khi bán kính của tế bào WLAN tăng lên thì số chuyển giao thất bại và chuyển giao không cần thiết của cả hai phương pháp đều giảm nhưng số chuyển giao thất
70
bại và không cần thiết của phương pháp đánh giá cần thiết chuyển giao luôn nhỏ hơn phương pháp RSS cốđịnh.
71
CHƯƠNG 7: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU
7.1 Kết luận
Tiêu điểm nghiên cứu của tác giả trong luận văn này là “Cải thiện quá trình chuyển giao dọc của thiết bị đầu cuối di động đa giao diện không dây”. Với mục tiêu nghiên cứu chính của tác giả trong khuôn khổ luận văn là giảm thiểu sự gián đoạn liên lạc là nguyên nhân do chuyển giao trong khi tăng tối đa sử dụng tài nguyên mạng. Các yêu cầu dưới đây được giải quyết đó là:
• Giảm thiểu xác suất chuyển giao thất bại, chuyển giao không cần thiết và rớt kết nối trong việc chuyển giao
• Tối đa thời gian kết nối với mạng ưu tiên • Tối đa mức thỏa mãn người dùng
Phương pháp quyết định chuyển giao dọc tác giả đưa ra trong luận văn này có khả năng giải quyết các vấn đề trên và nó đem đến cho người dùng sự mềm dẻo trong lựa chọn giữa tăng khả năng sử dụng tài nguyên mạng và giảm sự gián đoạn.
7.2 Hướng nghiên cứu tiếp theo
Trong luận văn này tác giả đưa ra phương thức và các kết quả mô phỏng đưa ra ở dạng lý thuyết. Các giả thiết đưa ra để áp dụng thuật toán không sát với thực tế. Hướng nghiên cứu trong tương lai của tác giả là điều chỉnh thuật toán, đưa ra áp dụng các điều kiện gần với thực tế như: vận tốc biến đổi ngẫu nhiên, quỹđạo thiết bịđầu cuối không ở dạng thẳng,..v..v..
72
PHỤ LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. [CGS94] G.E. Corazza, D. Giancristofaro, and F. Santucci. Characterization of handover initialization in cellular mobile radio networks.In Proceedings of the 44th Vehicular Technology Conference (VTC’94), pages 1869–1872, Stockholm, Sweden, June 1994.
2. [DGIM02] M. Datar, A. Gionis, P. Indyk, and R. Motwani. Maintaining stream statistics over sliding windows (extended abstract). InSODA ’02: Proceedings of the thirteenth annual ACM-SIAM symposium on Discrete algorithms, pages 635–644, San Francisco, California, January 2002.
3. [DStP03] IEEE802.11 WG Draft Supplement to Part 11. wireless mediumaccess control (MAC) and physical layer (PHY) specification:Medium access control (MAC) enhancements for Quality of Service (QoS). IEEE Standard 802.11e/D4.3, May 2003.
4. [GG05] F. Gustafsson and F. Gunnarsson. Mobile positioning using wireless networks: possibilities and fundamental limitations basedon available wireless network measurements. IEEE Signal Processing Magazine, 22(4):41–53, July 2005.
5. [GGZZ04] C. Guo, Z. Guo, Q. Zhang, andW. Zhu. A seamless and proactiveend-to-end mobility solution for roaming across heterogeneouswireless networks. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 22(5):834–848, 2004.
6. [H+02] M.-J. Ho et al. RF challenges for 2.4 and 5 GHz WLAN deployment and design. In Proceedings of the 2002 IEEEWireless Communications and Networking Conference (WCNC’02), pages 783–788,Orlando, FL, USA, March 2002.
7. [KUKR05] S. Kouhbor, J. Ugon, A. Kruger, and A. Rubinov. Optimal placement of access point in WLAN based on a new algorithm. In ICMB
73
’05: Proceedings of the International Conference on MobileBusiness, pages 592–598, Sydney Australia, 2005. IEEE.
8. [MAT92] MATLAB. User’s Guide. The MathWorks, Inc., Natick, MA, 1992.
9. [Moh06] S. Mohanty. A new architecture for 3G and WLAN integration and intersystem handover management. Wireless Networks,12(6):733–745, 2006. 10.[MZ04] J. McNair and F. Zhu. Vertical handoffs in fourth-
generationmultinetwork environments. IEEE Wireless Communications, 11(3):8–15, June 2004.
11.[NHH06b] N. Nasser, A. Hasswa, and H. Hassanein. Handoffs in fourthgeneration heterogeneous networks. IEEE Communications Magazine, 44(10):96–103, 2006.
12.[Pap65] A. Papoulis. Probability, Random Variables, and Stochastic Processes.1st ed. McGraw-Hill, New York, 1965.
13.[PKH+00] K. Pahlavan, P. Krishnamurthy, A. Hatami, M. Ylianttila, J. P.Makela, R. Pichna, and J. Vallstron. Handoff in hybrid mobiledata networks. IEEE Personal Communications, 7(2):34–47, 2000.
14.[Pol96] G. P. Pollini. Trends in handover design. IEEE CommunicationsMagazine, 34(3):82–90, 1996.
15.[PYK+03] H. S. Park, H. S. Yoon, T. H. Kim, J. S. Park, M. S. Duo, andJ. Y. Lee. Vertical handoff procedure and algorithm betweenIEEE802.11 WLAN and CDMA cellular network. Mobile Communications, pages 103–112, 2003.
16.[Sin07] B. Singh. An improved handover algorithm based on signalstrength plus distance for interoperability in mobile cellular networks. Wireless Personal Communications, 43(3):879–887, November 2007.
17.[SNW06] E. Stevens-Navarro and V. W. S. Wong. Comparison betweenvertical handoff decision algorithms for heterogeneous wirelessnetworks. In Proceedings of the 63rd Vehicular Technology
74
Conference(VTC’06 - Spring), pages 947–951, Melbourne, Australia, May 2006.
18.[SOMGCV+03] E. Soria-Olivas, J.D. Martin-Guerrero, G. Camps-Valls, A.J.Serrano-Lopez, J. Calpe-Maravilla, and L. Gomez-Chova. A low- complexity fuzzy activation function for artificial neural networks. IEEE Transactions on Neural Networks, 14(6):1576–1579, November 2003.
19.[VRWF03] V. K. Varma, S. Ramesh, K. D. Wong, and J. A. Friedhoffer. Mobility management in integrated UMTS/WLAN networks. InProceedings of the 2003 IEEE International Conference on Communications ICC’03, pages 1048–1053, Anchorage, Alaska, USA, 2003.IEEE Communications Society.
20.[YMS08] X. Yan, N. Mani, and Y. A. Sekercioglu. A traveling distanceprediction based method to minimize unnecessary handoversfrom cellular networks to WLANs. IEEE Communications Letters,12(1):14–16, January 2008.
21.[YSM08]X.Yan,Y. A. Sekercioglu, andN.Mani.
Amethodforminimizingunnecessary handovers in heterogeneous wireless networks. InProceedings of the 2008 International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks (WoWMoM’08), pages 1– 5,Newport Beach, CA, USA, June 2008.
22.[YSN] X. Yan, Y. A. Sekercioglu, and S. Narayanan. A probability basedhandover triggering condition estimation method for wlan usage optimization (submitted). Wireless Communications and Mobile Computing. 23.[Zha04] W. Zhang. Handover decision using fuzzy MADM in heterogeneous
networks. In Proceedings of the 2004 IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC’04), pages 653–658,Atlanta, Georgia, USA, March 2004.
24.[ZL05] A. H. Zahran and B. Liang. Performance evaluation frameworkfor vertical handoff algorithms in heterogeneous networks. InProceedings of the
75
2005 IEEE International Conference on Communications (ICC’05), pages 173–178, Seoul, Korea, May 2005.
25.[ZL07] W.-H. Zhu and T. Lamarche. Velocity estimation by using position and acceleration sensors. IEEE Transactions on IndustrialElectronics, 54(5):2706–2715, October 2007.
26.[ZM06] F. Zhu and J. McNair. Multiservice vertical handoff decision algorithms. EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking, 2006(2):52, April 2006.
27.[ZPK03] S. Zvanovec, P. Pechac, and M. Klepal. Wireless LAN networksdesign: Site survey or propagation modeling? Radio Engineering Prague, 12(4):42–49, 2003.