Next generation mobile systems are expected to provide simultaneous multi-service (e.g., voice, data, and streaming) in heterogeneous networks (HNs). In future cellular network environment, network selection algorithm (N.S.A) is important to get the more satisfaction by selecting the best network to consider a lot of QoS parameters such as bandwidth, delay, jitter, and other parameters as stated. Satisfaction degree of users is affected by interruption time of a new call or ongoing call for network setup procedure in this environment. In this paper, we propose a network selection function and a handoff execution algorithm for improving seamless service and throughput. The network selection function considers interruption time of each service, and the handoff execution algorithm reflects QoS satisfaction and seamlessness of totally arising multi-service. Simulation results show that the proposed algorithm supports high throughput and short interruption time for simultaneous multi-service in HN.
무선 네트워크는 다양한 기술적인 방법을 사용하여(예. GPRS, UMTS, WLAN 등) 사용자를 위해 다양한 서비스를 끊김없이 제공해야 한다. 현재에는 다양한 서비스를 동시에 제공해 줄 수는 무선 통신환경이 아니지만 4G를 넘어서면 다양한 서비스를 동시간에 제공해 줄 수 있는 무선 통신환경이 구축될 것이다. 따라서, 이러한 환경에서 네트워크에 따른 다양한 서비스를 끊김없이 제공을 해주기 위해서는 현재까지 사용하였던 네트워크 선택 알고리즘으로 적합한 네트워크를 선택할 수 없다. 기존의 알고리즘은 QoS와 지연시간, 지터, 비용적인 측명을 계산하여 이기종망을 선택하는 것이었다. 제안된 알고리즘은 interruption time이라고 하는 네트워크 초기 설정으로 인하여 서비스를 받지 못하는 구간의 시간을 주요 관심 대상으로 보고 각각의 서비스들에 대한 네트워크 선택을 하게 된다.
제안된 알고리즘은 크게 두개의 함수로 구성되어 있으며 첫 번째는 일반적인 네트워크 선택 함수이고 두 번째는 interruption time의 정규화 함수 부분이다. 일반적인 네트워크 선택 함수에서는 네트워크의 대역폭과 지연 시간, 지터, 비용에 대하여 정규화를 한다. 기존에 알고리즘은 정규화를 하는데 있어서 각각의 서비스의 특징을 효율적으로 정규화하지 않았다. 제안된 알고리즘은 이러한 효율성을 증대시키기 위하여 서비스에 맞는 정규화 방법을 제안하였다. 음성과 비디오 스트리밍 서비스는 대역폭에 민감하게 반응하지 않고 일정한 대역폭만 만족을 하면 되기 때문에 이러한 특성을 반영하여 정규화를 하였고 지연 시간과 지터, 비용은 대역폭과는 다르게 네트워크에서 제공해주는 값에 따라서 비례적으로 서비스의 품질이 바뀌기 때문에 이러한 사항을 반영하여 함수를 구성하였다. 그리고 데이터 서비스는 반대로 대역폭에 비례하여 서비스의 품질이 달라지고 지연 시간과 지터, 비용은 요청된 값들의 이하에서는 항상 양호하다고 생각할 수 있고 그 이상이면 비례적으로 서비스의 품질이 변한다. 그래서 이러한 특성을 반영하여 일반적인 네트워크 선택 함수를 정규화 하였다. 두 번째로 interruption time 정규화 부분은 주변 네트워크를 접속하기 위해서 필요한 잉여 시간을 계산하여 interruption time이 작은 네트워크로 접속하는데 도움을 준다. Interruption time은 주변 네트워크에서 채널과 시스템의 과부화 등의 상태에 따라 제공할 수 있는 예측된 값을 사용자에게 제공해 준다. 이 값을 사용하여 사용자는 정규화를 실행한다.
첫 번째와 두 번째 함수를 통하여 값이 계산되고 네트워크와 서비스에 따라 가중치를 다르게 하여 적합한 네트워크를 선택하게 된다. 네트워크를 선택하였어도 서비스를 동시에 제공해 줘야 하는 환경이기 때문에 네트워크의 선택을 실행하는 방법의 차이가 발생하게 되면 이를 해결하기 위해 핸드오프 실행 알고리즘도 제안하게 되었다. 본 알고리즘은 satisfaction 시나리오와 seamlessness 시나리오로 나누어진다. Satisfaction 시나리오는 각각의 서비스들이 네트워크 선택 알고리즘을 계산하고 선택을 하게 되는데 이때 나오는 최종 함수 값을 사용한다. 이 최종 값이 가장 큰 서비스의 네트워크 설정을 먼저 실행하게 되고 다른 서비스들은 네트워크가 형성된 후에 간단한 설정만하고 동일한 망을 사용할 수 있게 된다. Seamlessness 시나리오는 interruption time이 가장 작은 서비스를 우선적으로 선택하고 다른 서비스는 네트워크가 형성된 후에 동일 네트워크를 사용하게 된다. 이를 통해서 interruption time이 감소하게 된다. 시뮬레이션 결과를 통하여 기존 네트워크 선택 알고리즘과 비교하여 제안한 알고리즘이 핸드오프 수와 interruption time을 줄여주고 이와 더불어 전체적인 성능을 향상시켜 준다는 것을 증명하였다.
