The network selection in heteregeneous wireless networks via vertical handoff

Yüksek Lisans TeziGelecek nesil kablosuz iletişim, farklı erişim teknolojilerini kullanan ağların heterojen yapıda devre-anahtarlamalı ses, paket-anahtarlamalı veri, video gibi farklı servis ihtiyaçlarına cevap verebileceği yöne doğru gelişmektedir. Hareketliliğin artması nedeniyle her an her yerde servislere kesintisiz iletişim desteği verilebilmesi kısıtlı kaynaklar sözkonusu olduğunda oldukça zor bir problemdir. Ayrıca sevislerin farklı QoS (Quality of Service) gereklilikleri sistemde bu servis sınıflarına hizmet verilirken öncelik konumlarını da belirler. Arama izin şemaları önceden belirlenen bloklanma olasılığı, düşürülme olasılığı, ortalama cevap süresi gibi QoS ölçütlerinin belirlenen sınırlar içinde kalmasını sağlamak için sisteme kabul edilebilecek kulanıcı sayısını sınırlama yolu ile kaynakları etkin bir şekilde kullanmayı amaçlar. Hücresel ağlar ve WLAN kapsama alanları, kullanıcılarının hareketlilik karakteristikleri, servis kapasiteleri ve QoS başarımları bakımından birbirleri ile tamamlamalı bir yapı teşkil ederler. Hücresel ağ ile WLAN ağın heterojen yapıda bütünleşmiş sistem olarak çalışması kısıtlı sistem kaynaklarının etkin kullanımının bir başka yoludur. Öncelikle belirlenen arama şeması stratejisine göre gelen aramalar ya hücresel ya da WLAN'e yönlendirilir. Sonrasında ise iki ağ arasında dikey eldeğiştirmeler yolu ile yük paylaşılarak, ağ kaynakları bütünleşmiş yapıda ortak olarak kullanılır. Bu tezde hem hücresel hem de heterojen ağlarda arama izin şemaları yolu ile kaynak paylaşımı problemi üzerinde çalışılmış, farklı arama izin ve kontrol prensipleriyle üç kaynak paylaşım ve yönetim şeması önerilmiş ve Markov Zincirinden yararlanarak analitik modelleri geliştirmek suretiyle analiz edilmiştir. İlk olarak, farklı servis gereklilikleri ile hücresel ağlarda kaynak paylaşımı çalışılmış, servis yüklerindeki değişim ile sistem performans ölçüt değerlerindeki değişimler gözlenmiştir. Önerilen kaynak paylaşım şeması ikinci çalışmada geliştirilerek, kanal sayılarının en uygun değeri için algoritmik çözüm sunulmuş, QoS değerlerinin hedeflenen değer sınırları içinde tutulduğu gösterilmiştir. Üçüncü önerilen kaynak paylaşım şemasında ise hücresel/WLAN birlikte çalışması incelenmiş, yalnızca hücresel ağın bulunduğu sistem ile karşılaştırılarak, dikey eldeğiştirme yolu ile istenen QoS değerlerinin daha fazla iyileştirildiği gösterilmiştir. Anahtar Kelimeler: Kaynak paylaşımı, kaynak yönetimi, arama izin şeması, heterojen ağlar, QoS.AbstractNext-generation wireless communication evolves into a direction that allows networks using different radio access Technologies to support different service demands such as circuit-switched voice, packet-switched data and video stream in heterogeneous architecture. Seamless transmission support for services anywhere and anytime due to increase in mobility is obviously challenging problem when the the total resources are scarce and limited. Besides, different QoS requirements of these services determine their priorities when these service classes are served by the system. Call admission schemes aim to maintain the QoS measures predefined such as blocking probability, dropping probability, response time in their upper bound values by restricting the number of users which are admitted to the system. Cellular and WLAN networks has a complementer structure in terms of mobility characteristic of their users, service capacities and the QoS achivement. Integrated operation of cellular and WLAN networks in heteregeneous enviroment is the alternative way of utilizing system resources. Firstly, incoming calls have been routed to cellular or WLAN network according to an admission scheme strategy. Later, resources of integrated network are used jointly by sharing the traffic load between celllular and WLAN via vertical handoffs. In this thesis, the resource sharing problem by call admission schemes has been studied and three different resource sharing and management schemes with different call admission policies are proposed and analyzed by developing their Markov Chain models. Firstly, it has been worked on resource sharing in cellular wireless networks with diffrent service requirements to gain insights and changes have been observed for system performance measure values under the variable traffic load. Then, the proposed resource management scheme is extended by presenting the algorithmic solution for optimal values of the channel numbers and showing that the QoS values stay in the targeted values range. Lastly, the study is extended to cellular/WLAN integrated network enviroment and compared with conventional system that comprises only a cellular network. It has been showed that the required QoS values have been further improved compared to conventional network by the vertical handoff implementation. Key Words: Resource sharing, resource allocation, call admission control, heteregeneous networks, QoS