Ismaeel Al Ridhawi, Nancy Samaan, Ahmed Karmouch School of - PowerPoint PPT Presentation

Ismaeel ¡Al ¡Ridhawi, ¡Nancy ¡Samaan, ¡Ahmed ¡Karmouch ¡ School ¡of ¡Information ¡Technology ¡& ¡Engineering ¡(SITE), ¡University ¡of ¡Ottawa ¡ 1 ¡

Outline ¡ — Overview ¡ — VHO ¡stages ¡ — Related ¡Work ¡ — Motivation ¡ 2 ¡

Overview ¡ — Today’s ¡applications ¡are ¡ GPRS ¡ characterized ¡with ¡a ¡wide ¡range ¡of ¡ QoS ¡requirements. ¡ ¡ LAN ¡ — Mobile ¡users ¡want ¡to ¡be ¡ WLAN ¡ WLAN ¡ continuously ¡connected ¡while ¡using ¡ these ¡applications. ¡ WIMAX ¡ — This ¡demand ¡has ¡resulted ¡in ¡the ¡ WLAN ¡ introduction ¡of ¡many ¡wireless ¡access ¡ WLAN ¡ UMTS ¡ WLAN ¡ technologies. ¡ WLAN ¡ — Each ¡provides ¡a ¡set ¡of ¡unique ¡ WLAN ¡ features ¡in ¡terms ¡of ¡service ¡cost, ¡ LAN ¡ transmission ¡rates, ¡connection ¡ quality, ¡coverage ¡area… ¡ — Most ¡Mobile ¡Nodes ¡(MNs) ¡are ¡equipped ¡with ¡multiple ¡network ¡interfaces ¡that ¡ enable ¡them ¡to ¡connect ¡simultaneously ¡to ¡more ¡than ¡one ¡network. ¡ 3 ¡

Ver-cal ¡Handover ¡Stages ¡ — Handover ¡between ¡heterogeneous ¡networks ¡is ¡a ¡challenging ¡task ¡as ¡it ¡ desires ¡extensive ¡real-­‑time ¡interconnectivity ¡at ¡the ¡link ¡and ¡network ¡ layers. ¡ Handover ¡ Initiation ¡ ? ¡ Handover ¡ WIMAX ¡ WLAN ¡ Decision ¡ WLAN ¡ WLAN ¡ Handover ¡ UMTS ¡ Execution ¡ — Achieving ¡a ¡ satisfactory ¡VHO ¡is ¡becoming ¡a ¡challenging ¡issue ¡with ¡ respect ¡to ¡user ¡mobility ¡management. ¡ 4 ¡

Ver-cal ¡Handover ¡Solu-ons ¡ — The ¡first ¡two ¡stages ¡of ¡the ¡VHO ¡are ¡solved ¡as ¡a ¡ Multiple ¡ ¡Attribute ¡ Decision ¡Making ¡problem. ¡ — Select ¡an ¡optimal ¡decision ¡among ¡several ¡alternative ¡proposals. ¡ — Each ¡proposal ¡is ¡characterized ¡in ¡terms ¡of ¡values ¡of ¡various ¡attributes. ¡ — Most ¡solutions ¡that ¡exist ¡today ¡rely ¡on ¡a ¡policy-­‑based ¡process ¡to ¡ decide ¡ if ¡a ¡VHO ¡is ¡necessary, ¡ when ¡to ¡initiate ¡a ¡VHO ¡and ¡ to ¡ which ¡ network. ¡ — Solutions ¡consider ¡the ¡preference ¡of ¡the ¡user ¡and ¡the ¡tradeoff ¡between ¡different ¡ characteristics ¡of ¡the ¡networks. ¡i.e., ¡QoS ¡parameters ¡ e.g., ¡bandwidth, ¡access ¡cost, ¡power ¡consumption, ¡etc… ¡ Policies ¡ VHO ¡ Gather ¡Data ¡ Mechanisms ¡ 5 ¡

Mo-va-on ¡ — VHO ¡solutions ¡lack ¡the ¡ability ¡to ¡continuously ¡fine-­‑tune ¡critical ¡VHO ¡ configurations ¡parameters ¡and ¡policies. ¡ Solution ¡ How ¡do ¡we ¡solve ¡ ¡ Simulation-­‑based ¡ ¡ this ¡problem? ¡ Configuration ¡!!! ¡ — Networking ¡research ¡has ¡continuously ¡depended ¡on ¡simulation ¡as ¡the ¡primary ¡ mechanism ¡for ¡demonstrating ¡the ¡performance ¡of ¡proposed ¡protocols ¡and ¡ mechanisms. ¡ ¡ — Real-­‑time ¡simulators ¡have ¡become ¡an ¡integral ¡part ¡of ¡the ¡decision ¡making ¡ process ¡in ¡many ¡area ¡including ¡manufacturing, ¡gaming ¡and ¡military. ¡ — None ¡of ¡the ¡adapted ¡techniques ¡has ¡used ¡simulators ¡to ¡demonstrate ¡the ¡ effectiveness ¡of ¡applying ¡different ¡policies ¡to ¡test ¡for ¡network ¡handover ¡ behavior. ¡ 6 ¡

Outline ¡ — Goals ¡ — System ¡Components ¡ — Policies ¡ 7 ¡

Goals ¡ — Propose ¡a ¡new ¡framework ¡for ¡policy-­‑controlled ¡adaptive ¡VHO ¡ operation ¡that ¡incorporates ¡advantages ¡of ¡wireless ¡network ¡simulators ¡ and ¡PBM ¡systems. ¡ — Take ¡into ¡account ¡performance ¡feedback ¡generated ¡by ¡a ¡handover ¡ simulator ¡to ¡adapt ¡various ¡VHO ¡configuration ¡policies. ¡ — Decouple ¡the ¡simulator ¡functionalities ¡from ¡that ¡of ¡the ¡VHO ¡scheme ¡ through ¡various ¡types ¡of ¡policies. ¡ — Therefore, ¡the ¡presented ¡work ¡investigates ¡the ¡utilization ¡of ¡run-­‑time ¡ simulators ¡for ¡policy ¡selection ¡and ¡refinement. ¡ 8 ¡

Our ¡Solu-on ¡ — Future ¡VHO ¡schemes ¡must ¡be ¡equipped ¡with ¡the ¡means ¡to ¡learn ¡from ¡ already ¡performed ¡VHO ¡decisions. ¡ — But ¡due ¡to ¡time ¡sensitivity ¡of ¡the ¡VHO, ¡this ¡learning ¡process ¡must ¡be ¡ decoupled ¡from ¡the ¡actual ¡VHO ¡scheme. ¡ — Our ¡proposed ¡framework ¡realizes ¡this ¡premise ¡through ¡the ¡advances ¡ in ¡simulation ¡tools ¡. ¡ Simulator ¡Manager ¡ VHO ¡Manager ¡ reconfigure ¡ 9 ¡

Simulator ¡Manager ¡ — Objectives ¡of ¡the ¡simulator ¡manager: ¡ — Maintain ¡an ¡accurate ¡network-­‑simulated ¡model ¡that ¡closely ¡resembles ¡the ¡ physical ¡network. ¡ — Fine-­‑tune ¡the ¡simulator ¡to ¡achieve ¡a ¡synthesized ¡network ¡performance ¡ that ¡accurately ¡reflects ¡expected ¡network ¡performance. ¡ — Minimize ¡the ¡difference ¡between ¡the ¡desired ¡VHO ¡performance ¡objectives ¡ and ¡the ¡actual ¡measurements. ¡ — Determine ¡the ¡appropriate ¡set ¡of ¡VHO ¡configuration ¡policies ¡for ¡the ¡VHO ¡ manager. ¡ — Decouple ¡the ¡functionalities ¡of ¡the ¡simulator ¡from ¡the ¡VHO ¡scheme. ¡ 10 ¡

Simulator ¡Manager ¡ — To ¡achieve ¡these ¡objectives, ¡the ¡manager ¡is ¡aided ¡with ¡two ¡types ¡of ¡ policies ¡to ¡control ¡the ¡behavior ¡of ¡both ¡the ¡simulator ¡and ¡the ¡VHO ¡ scheme. ¡ Simulator ¡Manager ¡ VHO ¡Manager ¡ Handover ¡ Simulation ¡ Configuration ¡ Configuration ¡ Policies ¡ Policies ¡ 11 ¡

Simulator ¡Manager ¡ Simulator ¡Manager ¡ VHO ¡Manager ¡ Handover ¡ Simulation ¡ Configuration ¡ Configuration ¡ Policies ¡ Policies ¡ Handover ¡ initiation ¡policies ¡ Performance ¡ evaluation ¡policies ¡ Network ¡ elimination/ ¡ Recommendation ¡ Simulator ¡ policies ¡ configuration ¡policies ¡ VHO ¡configuration ¡ policies ¡ Scenario ¡ configuration ¡policies ¡ VHO ¡performance ¡ guarantee ¡policies ¡ 12 ¡

Policy ¡Type ¡Classifica-on ¡ Handover ¡ initiation ¡policies ¡ Dictates ¡when ¡to ¡invoke ¡a ¡VHO ¡between ¡network ¡interface ¡on ¡a ¡MN ¡(e.g. ¡based ¡on ¡RSS ¡values.) ¡ — !" !" ¡ ​$%%↓'())*+, < ​$%%↓,ℎ)*/ℎ012 ¡& ¡ ​3*10'4,5↓(/*) > ​3*10'4,5↓,ℎ)*/ℎ012 ¡ 67 6789 89 ¡ 4+4,4:,* ¡ ;<= Network ¡ elimination/ ¡ Recommendation ¡ policies ¡ — Recommendation/elimination ¡policies ¡target ¡networks ¡that ¡do/do ¡not ¡ meet ¡the ¡constraints ¡specified ¡in ¡the ¡condition ¡clause. ¡ !" !" ¡ ​>0?*)↓@A ≥ ​>0?*)↓,ℎ)*/ℎ012 ¡ 67 6789 89 ¡ *14B4+:,* ( ​+*,?0)C↓5 ) ¡ ¡ 13 ¡

Policy ¡Type ¡Classifica-on ¡ VHO ¡ configuration ¡ policies ¡ — These ¡policies ¡are ¡the ¡core ¡of ¡the ¡VHO ¡process ¡as ¡they ¡define ¡various ¡ configurations ¡of ¡the ¡VHO ¡procedure ¡as ¡a ¡function ¡of ¡the ¡network ¡ status, ¡the ¡MN ¡or ¡the ¡terminal. ¡ ¡ ¡ !" !" ¡ A*,?0)CD0)C10:2 > D0)C10:2Eℎ)*/ℎ012 ¡ 67 6789 89 ¡ /*, ¡ F?*11E4B*) = %4B(1:,0)G:1'(1:,*2 VHO ¡performance ¡ guarantee ¡policies ¡ — performance ¡policies ¡provide ¡a ¡guarantee ¡that ¡a ¡network ¡will ¡not ¡ overload ¡or ¡provide ¡services ¡for ¡mobile ¡users ¡that ¡it ¡is ¡not ¡capable ¡of ¡ according ¡to ¡its ¡status. ¡ ¡ ¡ !" !" ¡ ​H)0I:I414,5↓ℎ:+203*) ¡ J:41()* > ​J:41()* ¡ ↓,ℎ)*/ℎ012 67 6789 89 ¡ /(/>*+2 ¡ ;<= ¡ 4+,4,:,40+ 14 ¡