Contribution à la simulation et l’émulation des Réseaux sans fil de dernière génération

Abstract

L'une des défis majeurs dans les réseaux sans fil de nouvelle génération (NGWS : Next Generation wireless Network) est le handover vertical (VHO) au cours de la mobilité de l’utilisateur entre les différents types de technologies (3GPP et non-3GPP) tels que Global System for Mobile Communication (GSM), Wireless Fidelity (Wi -Fi), Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), Universal mobile Telecommunications System (UMTS) et long Term Evolution (LTE). Par conséquent, les opérateurs de télécommunication sont tenus d'élaborer une stratégie d'interopérabilité pour ces différents types de réseaux existants pour obtenir la meilleure connexion partout, à tout moment, sans interruption des sessions en cours. Nous proposons une nouvelle approche de VHO optimisée basée sur des approches VHO qui ont été étudiés dans la littérature et de prendre en considération les problèmes de recherche et des conclusions qui sont apparues dans nos enquêtes. L'approche proposée démontre une meilleure performance (perte de paquets, la latence et assurer la continuité de session de communication au cours de Handover) par rapport à celle trouvée dans la littérature. Il se compose d'une procédure qui est compose de trois phases : (Initiation de Handover, Décision de Handover et Exécution de Handover) et un algorithme de décision pour choisir le meilleur réseau parmi les disponible dans la phase de Décision de Handover. La procédure proposée basé sur le standard IEEE 802.21 (MIH), une architecture de couplage lâche et Mobile Internet Protocol version 4 (MIPv4) qui fournit tampon tôt pour les nouveaux paquets de données pour minimiser la perte de paquets et la latence de VHO. L’algorithme de décision proposé est composé de deux fonctions de sélection de VHO (ANSFi, ANSFa) et une liste de priorité des différents Radio Access Technologies (RAT). Nous considerons deux types principaux de VHO : cas impérative de VHO en raison de puissance du signal radio (RSS) va vers le bas, dans ce cas appliqué la fonction de selection ANSFi ou cas alternative de VHO en fonction des préférences de l'utilisateur (par exemple, débit de données élevé, faible coût) appliqué la fonction de selection ANSFa pour donner une liste des RAT de priorité basé sur ANSFi ou ANSFa pour minimiser l’échec de la connexion de VHO et donne la priorité aux sessions impératives plus sessions alternatives. L’analyse des résultats de simulation démontrent alors que notre approche proposé dépasse les autres approches traditionnels en termes de la réduction de latence de Handover Vertical et de perte de paquet et assurer la continuité de session de communication au cours de Handover.

One of the major challenges in wireless networks of new generation (NGWS : Next Generation wireless Network) is the handover vertical (VHO) during the mobility of the user between the different types of technologies (3GPP and non-3GPP) such as Global System for Mobile Communication (GSM), Wireless Fidelity (Wi -Fi), Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX), Universal mobile Telecommunications System (UMTS) and long Term Evolution (LTE). As a result, telecommunications operators are required to develop an interoperability strategy for these different types of existing networks in order to obtain the best connection anywhere, at any time, without interruption of the current sessions. We propose a new optimized VHO approach based on VHO approaches that have been studied in the literature and take into account the research problems and findings that have appeared in our investigations. The proposed approach demonstrates better performance (packet loss, latency and to ensure the continuity of the communication session during Handover) compared to that found in the literature. It consists of a procedure which is composed of a three-phase: (Handover Initiation, Handover decision and Handover execution) and a decision algorithm to choose the best network among available in the Handover decision phase. The proposed procedure based on IEEE 802.21 (MIH), a loose coupling architecture and Mobile Internet Protocol Version 4 (MIPv4) that provides early buffer for new data packets to minimize packet loss and VHO latency. The proposed decision algorithm consists of two VHO selection functions (ANSFi, ANSFa) and a priority list of different Radio Access Technologies (RAT). We consider two main types of VHO: imperative VHO case due to the power of the radio signal (RSS) goes down, in this case applied ANSFi selection function or alternative VHO case based on user preferences (e.g., high data throughput, low cost) applied ANSFa selection function to give a list of priority RAT based on ANSFi or ANSFa to minimize the failure of the VHO connection and gives priority to Imperative sessions plus alternative sessions. The analysis results of the simulation shows that our proposed approach exceeds other traditional approaches in terms of vertical Handover latency reduction and packet loss and ensure continuity of communication session during Handover.

واحدة من التحديات الرئيسية في الشبكات اللاسلكية من الجيل الجديد :NGWS ) الجيل القادم الشبكة اللاسلكية) هو النقل الرأسي (VHO) أثناء تنقل المستخدم بين أنواع مختلفة من التقنيات (3GPP و غير 3 (GPP مثل النظام العالمي للاتصالات المتنقلة (GSM) ، شبكات لاسلكية (Wi -Fi) ، شبكات التشغيل المتبادل على نطاق العالم من أجل الوصول إلى الموجات الدقيقة (WiMAX) ، النظام العالمي للاتصالات السلكية واللاسلكية المتنقلة (UMTS) و شبكات التطور طويلة الأجل (LTE) لذلك ، يتعين على مشغلي الاتصالات تطوير استراتيجية للتشغيل البيني لهذه الأنواع المختلفة من الشبكات الحالية للحصول على أفضل اتصال في أي مكان وفي أي وقت دون مقاطعة الجلسات المستمرة.لذى نقترح نهجًا جديدًا ل النقل الرأسي (Handover Vertical ) مُحسّن استنادًا إلى أساليب النقل الرأسي التي تمت دراستها ونأخذ في الاعتبار مشاكل البحث والاستنتاجات التي ظهرت في استطلاعاتنا. يوضح النهج المقترح أداءً أفضل (من حيث فقد الحزمة ، زمن الوصول ، واستمرارية جلسة التواصل عبر التسليم) مقارنةً بتلك الموجودة في الدراسات السابقة يتكون من إجراء يتكون من ثلاث مراحل: (بدء التسليم ، قرار التسليم ، تنفيذ التسليم) وخوارزمية قرار لاختيار أفضل شبكة من بين تلك المتاحة في مرحلة قرار التسليم. يستند الإجراء المقترح إلى معيار IEEE 802.21 MIH)) وهيكل اقتران سائب(loose couling) وإصدار بروتوكول الإنترنت المتنقل 4 (MIPv4) الذي يوفر مخزنًا مؤقتًا مبكرًا لحزم البيانات الجديدة لتقليل فقد الحزمة وتقليل زمن الانتقال العمودي (التنقل الراسي). تتكون خوارزمية القرار المقترحة من دالتين لاختيار الشبكة (هما ANSFi و ANSFa) وقائمة أولويات لتقنيات الوصول اللاسلكي المختلفة (RAT). نحن نعتبر نوعين رئيسيين من التنقل الراسي: الحالة الملحة بسبب الانخفاض في قوة إشارة الراديو (RSS) ، وفي هذه الحالة نطبق دالة الاختيار ANSFi أو الحالة البديلة وفقًا لتفضيلات المستخدم (على سبيل المثال ، معدل البيانات المرتفع ، التكلفة المنخفضة) نطبق دالة الاختيار ANSFa لإعطاء قائمة من RAT ذات الأولوية بناءً على ANSFi أو ANSFaلتقليل فشل اتصال التنقل الراسي ويعطي الأولوية للجلسات الحتمية بالإضافة إلى الجلسات البديلة. يوضح تحليل نتائج المحاكاة أن طريقتنا المقترحة أحسن من الطرق التقليدية الأخرى من حيث تقليل زمن التنقل الراسي وفقدان الرزم وضمان استمرارية جلسة الاتصال أثناء التنقل الراسي