Made available in DSpace on 2014-06-12T15:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6810_1.pdf: 6835448 bytes, checksum: c0d7925f9b3d3dc6c0e86c6e611e5cfa (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Universidade Federal de Pernambuco / Atualmente diversas pesquisas têm sido elaboradas para melhorar o uso da tecnologia móvel pelo usuário final. O desenvolvimento da quarta geração de sistemas de comunicação móveis (4G) possui grandes desafios para a Internet do Futuro (FI). Dentre estes desafios está a transparências de handover vertical, pois esta ação influencia diretamente na percepção do usuário quanto à qualidade de experiência (QoE) e qualidade de serviço (QoS). Este trabalho propõe um modelo para transparência de handover vertical centrado nas preferências do usuário, nos requisitos de suas aplicações e nas características das redes. O modelo proposto possibilita a predição de caminhos de um usuário com perfil de mobilidade e a busca antecipada de informações das futuras redes candidatas de forma colaborativa. Para selecionar previamente a rede candidata, utiliza-se o método AKAIKE em conjunto com a técnica de regressção linear múltipla para estimar a melhor rede, considerando até nove parâmetros, como características da rede, requisitos da aplicação e preferências do usuário. Este modelo apresenta como diferencial a integração entre estas funções, por meio da utilização de mensagens de sinalização MIH (Media Independent Handover), tornando-o compatível com o padrão IEEE 802.21. Como metodologia de avaliação de desempenho utilizou-se a modelagem com rede de Petri e matemática, assim como simulações com a ferramenta estatísitca R, a ferramenta de simulação Network Simulator e a ferramenta de avaliação de vídeos Evalvid. Como resultado, a transparência de handover é obtida com a diminuição da percepção visual do usuário de aplicações de vídeo em tempo real, durante o processo de handover vertical em redes heterogêneas de quarta geração

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:58:06Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3254_1.pdf: 2461964 bytes, checksum: ee6651fba198053b9390d4e1c2f5c45d (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Espera-se que a Internet do Futuro permitirá aos usuários grandes taxas de transferência de dados, mobilidade e heterogeneidade de conexão transparente e ubíqua. Para que isto seja possível, devem existir mecanismos que permitam a manutenção da conectividade dos Terminais Móveis (TM), mesmo quando estiverem se deslocando entre diversas tecnologias sem fio (e.g., IEEE 802.11, IEEE 802.16 e redes celulares 3G) e utilizando aplicações baseadas no protocolo IP (Internet Protocol). Porém, um problema existente neste contexto é o atraso gerado no momento em que usuário necessita realizar a mudança entre pontos de acoplamento heterogêneos (e.g., entre uma estação base (BS) IEEE 802.16 e um ponto de acesso (AP) IEEE 802.11). Esta troca, decorrente da mobilidade nesse cenário, é denominada de handover vertical e pode gerar degradação na qualidade de serviço (QoS) das aplicações e qualidade de experiência (QoE) percebida pelo usuário. Este trabalho apresenta uma técnica de predição de caminhos para Terminais Móveis que utiliza informações baseadas em coordenadas geográficas para modelar os caminhos do usuário. Com isto é possível descrever um modelo de movimentação independente de qualquer tecnologia. Dessa forma, diferente dos métodos tradicionais, esta técnica pode ser aplicada a ambientes baseados em redes heterogêneas sem fio. As simulações realizadas com redes de Petri e com o Network Simulator, bem como as análises estatísticas descritas, demonstram que é possível diminuir o atraso gerado no processo de handover através da antecipação de informações em até 500ms. Assim como, as avaliações em termos de métricas de QoE demonstraram que para aplicações de vídeo é possível manter a qualidade durante o handover, evitando assim, a aparição de borrões no vídeo que ocorrem devido a interrupção do fluxo de dados resultante do atraso no decorrer do handover

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:00:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6790_1.pdf: 1724338 bytes, checksum: 1acef95f16a08ed5cc23c8696c799e0e (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Atualmente, os terminais móveis possuem diferentes interfaces de redes, o que possibilita ao usuário estar conectado à Internet por diferentes tecnologias de acesso sem fio. Esta característica é a base para as redes de quarta geração (4G). Nesse ambiente heterogêneo sem fio, o usuário com um terminal móvel poderá fazer a transição entre estas diferentes tecnologias de acesso, também denominado handover vertical, de forma a estar conectado sempre da melhor forma possível, e a todo momento. Porém, existe a necessidade de que esta seleção de rede seja personalizada pelas preferências de cada usuário, uma vez que nestes novos ambientes 4G, a personalização de serviços é um fator imprescindível. Esta característica torna o processo de handover vertical um dos grandes desafios das redes de próxima geração. Assim, o principal problema é selecionar redes candidatas centradas nas preferências do usuário, porém, sem desconsiderar os requisitos da aplicação e as características das redes. Para reduzir o problema em questão, esta dissertação apresenta um mecanismo de seleção de rede em ambiente heterogêneo sem fio, que utiliza a preferência do usuário como fator principal no mecanismo de seleção de redes, além dos requisitos da aplicação em uso e dos parâmetros das redes candidatas

BOMFIM, Michel Sales. Um Mecanismo de melhoria de handovers verticais utilizando endereçamento multicast e serviços do MIH 802.21. 2011. 103 f. Dissertação (Mestrado em ciência da computação)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2011. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-07-11T19:38:38Z No. of bitstreams: 1 2011_dis_msbonfim.pdf: 3117026 bytes, checksum: 19ea0e074c6fbc2bcfe5f4bf287e7889 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales (rocilda@ufc.br) on 2016-07-20T12:06:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_dis_msbonfim.pdf: 3117026 bytes, checksum: 19ea0e074c6fbc2bcfe5f4bf287e7889 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-20T12:06:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_dis_msbonfim.pdf: 3117026 bytes, checksum: 19ea0e074c6fbc2bcfe5f4bf287e7889 (MD5) Previous issue date: 2011 / The use of multi-interface devices such as smart phones has grown at the same time as the demands for efficient mobility services in heterogeneous networks. In this scenario, the idea of service continuity has become a crucial requirement. To achieve these demands, efficient handover schemes should be developed aiming to achieve Seamless Handover, which means the change of network domains in a transparent way and without services discontinuity to the end user. Currently, there are different schemes for handover and some of them may be used between different access technologies (Vertical Handover). However, the service time disruption is still a major problem to be solved. The main purpose of this study is to propose an improvement for Vertical Handovers using IP mobility, aiming at Seamless Handover. In this work, the framework provided by the MIH (Media Independent Handover) IEEE 802.21 is used to enable vertical handover in heterogeneous networks, and propose an extension of FMIPv6 (Fast Handovers for Mobile IPv6) called FaHMA (Fast Handovers using Multicast Addressing), using multicast in order to manage mobility in these types of networks. To make the performance analysis, we decided for simulations and we considerered metrics such as the handover delay and packet loss as the most important criteria for evaluating the effectiveness of our proposal. Simulation results have shown that FaHMA achieve better results than FMIPv6, including factors that determine the quality of operation in networked multimedia applications. / O uso de dispositivos multi-interface, tais como smart phones, tem crescido ao mesmo tempo que as demandas por melhores serviços de mobilidade em redes heterogêneas. Neste cenário, a ideia da continuidade de serviços tornou-se um requisito crucial. Para atender essas demandas, esquemas eficientes de handover devem ser desenvolvidos com o objetivo de alcançar o chamado Handover Transparente, que significa a mudança de domínios de rede de uma forma transparente e sem a descontinuidade dos serviços para o usuário final. Atualmente, existem diferentes esquemas de handover e alguns deles podem envolver diferentes tecnologias de acesso (Handover Vertical). Entretanto, o tempo de interrupção do serviço ainda é um problema a ser resolvido. A principal proposta deste trabalho é uma melhoria para Handovers Verticais utilizando mobilidade IP, objetivando o tão desejado Handover Transparente. Neste trabalho, fez-se uso do framework MIH (Media Independent Handover) fornecido pelo padrão IEEE 802.21 para habilitar o handover vertical em redes heterogêneas. Além disso, propõe-se uma extensão do protocolo FMIPv6 (Fast Handovers for Mobile IPv6), o FaHMA (Fast Handovers using Multicast Addressing), utilizando endereçamento multicast para gerenciar a mobilidade nesses tipos de rede. Para fazer a análise de desempenho, simulações foram utilizadas considerando-se métricas tais com o atraso do handover e a perda de pacotes como os critérios mais importantes para avaliar a efetividade da solução. Os resultados destas simulações mostraram que o FaHMA obtêm melhores resultados que o FMIPv6, inclusive em relação aos fatores que determinam a qualidade do funcionamento de aplicações multimídias em rede.

Notre contribution dans le cadre de cette thèse est la proposition d'une nouvelle procédure de réservation de ressources à l'avance dans les réseaux IP mobiles et sans fil. Cette procédure fait appel à un nouvel objet nommé MSpec (Mobility Specification) qui représente les futures localisations du terminal mobile. Nous avons proposé un format pour cet objet ainsi qu'un profil de mobilité pour les utilisateurs mobiles qui inclut l'objet MSpec. Ce profil de mobilité découle de l'analyse du comportement de l'utilisateur durant une phase d'observation. Nous avons proposé, également, une extension de ce profil afin de pouvoir gérer le handover vertical (passage d'une technologie d'accès à une autre). Durant la phase d'observation, l'utilisateur est nouveau et le système ne peut donc pas réserver de ressources à l'avance car il ne connaît pas le profil de mobilité de l'utilisateur, et par conséquent le contenu de l'objet MSpec. Sans réservation de ressources à l'avance, nous utilisons la technologie Agent afin d'améliorer la qualité de service demandée par l'utilisateur mobile. Le rôle des agents, dans cette phase, est d'adapter le handover horizontal (passage d'une cellule à une autre en utilisant la même technologie d'accès) et le handover vertical aux besoins de qualité de service de l'utilisateur.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O uso de dispositivos multi-interface, tais como smart phones, tem crescido ao mesmo tempo que as demandas por melhores serviÃos de mobilidade em redes heterogÃneas. Neste cenÃrio, a ideia da continuidade de serviÃos tornou-se um requisito crucial. Para atender essas demandas, esquemas eficientes de handover devem ser desenvolvidos com o objetivo de alcanÃar o chamado Handover Transparente, que significa a mudanÃa de domÃnios de rede de uma forma transparente e sem a descontinuidade dos serviÃos para o usuÃrio final. Atualmente, existem diferentes esquemas de handover e alguns deles podem envolver diferentes tecnologias de acesso (Handover Vertical). Entretanto, o tempo de interrupÃÃo do serviÃo ainda à um problema a ser resolvido. A principal proposta deste trabalho à uma melhoria para Handovers Verticais utilizando mobilidade IP, objetivando o tÃo desejado Handover Transparente. Neste trabalho, fez-se uso do framework MIH (Media Independent Handover) fornecido pelo padrÃo IEEE 802.21 para habilitar o handover vertical em redes heterogÃneas. AlÃm disso, propÃe-se uma extensÃo do protocolo FMIPv6 (Fast Handovers for Mobile IPv6), o FaHMA (Fast Handovers using Multicast Addressing), utilizando endereÃamento multicast para gerenciar a mobilidade nesses tipos de rede. Para fazer a anÃlise de desempenho, simulaÃÃes foram utilizadas considerando-se mÃtricas tais com o atraso do handover e a perda de pacotes como os critÃrios mais importantes para avaliar a efetividade da soluÃÃo. Os resultados destas simulaÃÃes mostraram que o FaHMA obtÃm melhores resultados que o FMIPv6, inclusive em relaÃÃo aos fatores que determinam a qualidade do funcionamento de aplicaÃÃes multimÃdias em rede. / The use of multi-interface devices such as smart phones has grown at the same time as the demands for efficient mobility services in heterogeneous networks. In this scenario, the idea of service continuity has become a crucial requirement. To achieve these demands, efficient handover schemes should be developed aiming to achieve Seamless Handover, which means the change of network domains in a transparent way and without services discontinuity to the end user. Currently, there are different schemes for handover and some of them may be used between different access technologies (Vertical Handover). However, the service time disruption is still a major problem to be solved. The main purpose of this study is to propose an improvement for Vertical Handovers using IP mobility, aiming at Seamless Handover. In this work, the framework provided by the MIH (Media Independent Handover) IEEE 802.21 is used to enable vertical handover in heterogeneous networks, and propose an extension of FMIPv6 (Fast Handovers for Mobile IPv6) called FaHMA (Fast Handovers using Multicast Addressing), using multicast in order to manage mobility in these types of networks. To make the performance analysis, we decided for simulations and we considerered metrics such as the handover delay and packet loss as the most important criteria for evaluating the effectiveness of our proposal. Simulation results have shown that FaHMA achieve better results than FMIPv6, including factors that determine the quality of operation in networked multimedia applications.

L’évolution des technologies réseaux sans fil, des terminaux mobiles ainsi que des contenus et des services créent des environnements hétérogènes de plus en plus complexes. Dans ce contexte, un compromis entre la mobilité, la transparence et la performance apparaît. Des utilisateurs mobiles, ayant différents profils et préférences, voudraient être toujours connectés au meilleur réseau à tout moment, sans avoir à se soucier des différentes transitions entre réseaux hétérogènes. Face à cette complexité, il parait nécessaire de proposer de nouvelles approches afin de rendre ces systèmes plus autonomes et de rendre les décisions de handover vertical plus efficaces. Cette thèse se concentre sur la gestion de mobilité verticale, plus précisément sur la prise de décision de handover vertical dans un environnement de réseaux hétérogènes sans fil. Après l’identification des différents paramètres de prise de décision et l’analyse de l’état de l’art relié à la gestion de la mobilité verticale, nous avons proposé un système de réputation qui permet de réduire les délais de prise de décision. La réputation d’un réseau est introduite comme une nouvelle métrique de prise de décision qui peut être recueillie à partir des expériences précédentes des utilisateurs sur ce réseau. Nous montrons que la réputation est une métrique efficace qui permet l’anticipation du handover et accélère la prise de décision. Bien que l’objectif principal soit de garantir la meilleure qualité de service et l’utilisation optimale des ressources radios, les aspects économiques doivent également être considérés, y compris la minimisation des coûts pour les utilisateurs et la maximisation des revenus pour les fournisseurs de services ou les opérateurs. Nous proposons alors, dans la deuxième partie de la thèse, un mécanisme de prise de décision basé sur la théorie des jeux. Ce dernier permet la maximisation des utilités des réseaux et des utilisateurs. Dans cette solution, chaque réseau disponible joue un jeu de Stackelberg avec un ensemble d’utilisateurs, tandis que les utilisateurs jouent un jeu de Nash entre eux pour partager les ressources radios limitées. Un point d’équilibre de Nash, qui maximise l’utilité de l’utilisateur et les revenus des fournisseurs de services, est trouvé et utilisé pour le contrôle d’admission et la prise de décision de handover vertical. Dans la troisième partie de cette thèse, nous proposons et discutons deux différentes solutions architecturales sur lesquelles nos mécanismes de prise de décision proposés peuvent être intégrés. La première architecture proposée est basée sur la norme IEEE 802.21 à laquelle nous proposons certaines extensions. La seconde architecture proposée est basée sur un niveau de contrôle composé de deux couches de virtualisation. La virtualisation est assurée via des agents capables de faire un raisonnement et de prendre des décisions pour le compte d’entités physiques qu’ils représentent au sein du système. Cette architecture permet une plus grande flexibilité / Mobility management over heterogeneous wireless networks is becoming a major interest area as new technologies and services continue to proliferate within the wireless networking market. In this context, seamless mobility is considered to be crucial for ubiquitous computing. Service providers aim to increase the revenue and to improve users’ satisfaction. However there are still many technical and architectural challenges to overcome before achieving the required interoperability and coexistence of heterogeneous wireless access networks. Indeed, the context of wireless networks is offering multiple and heterogeneous technologies (e.g. 2G to 4G, WiFi, Wimax, TETRA,...). On the one hand, this rich environment allows users to take profit from different capacities and coverage characteristics. Indeed, this diversity can provide users with high flexibility and allow them to seamlessly connect at any time and any where to the access technology that best fits their requirements. Additionally, cooperation between these different technologies can provide higher efficiency in the usage of the scarce wireless resources offering more economic systems for network providers. On the other hand, the heterogeneity of technologies and architectures and the multiplication of networks and service providers creates a complex environment where cooperation becomes challenging at different levels including and not limited to mobility management, radio resource provisioning, Quality of Service and security guarantees. This thesis is focusing on mobility management and mainly on decision making for Vertical handover within heterogeneous wireless network environments. After the analysis of the related state of the art, we first propose a reputation based approach that allows fast vertical handover decision making. A decision making scheme is then built on that approach. Network’s reputation, is a new metric that can be gathered from previous users’ experiences in the networks. We show that it is an efficient construct to speed up the vertical handover decision making thanks to anticipation functionalities. While the main objective remains guaranteeing the best Quality of Service and optimal radio resource utilization, economical aspects have also to be considered including cost minimization for users and revenue maximization for network providers. For this aim, we propose, in the second part of the thesis, a game theoretic based scheme that allows maximizing benefits for both networks and users. In this solution, each available network plays a Stackelberg game with a finite set of users, while users are playing a Nash game among themselves to share the limited radio resources. A Nash equilibrium point, that maximizes the user’s utility and the service provider revenue, is found and used for admission control and vertical handover decision making. The analyses of the optimal bandwidth/prices and the revenue at the equilibrium point show that there are some possible policies to use according to user’s requirements in terms of QoS and to network capacities. For instance, we pointed out that networks having same capacities and different reputation values should charge users with different prices which makes reputation management very important to attract users and maximize networks’ revenue. In the third part of this thesis, we provide and discuss two different architectural and implementation solutions on which our proposed vertical handover decision mechanisms can be integrated. The first proposed architecture is a centralized one. It is based on the IEEE 802.21 standard to which some extensions are proposed. The second proposed architecture is distributed. It is based on an overlay control level composed of two virtualization layers able to make reasoning on behalf of physical entities within the system. This architecture allows higher flexibility especially for loosely coupled interconnected networks

The health applications aimed at monitoring patients remotely have reached great proportions with the advancement of wireless networks. This paper presents a study of performance evaluation of biosignal traffic, which was simulated the transmission of patient data in emergency situations. The simulation scenario considered the transmission of signals from an ambulance through wireless network and collected in a medical monitoring center. On the way to the hospital, while the mobile broadcast biosignals moved between areas covered by different network technologies, featuring vertical handover situation. Based on the minimum QoS requirements prevailing in the scientific community, the most important parameters in healthcare applications such as loss rate, delay, throughput and jitter were evaluated. Was still considered a minimum bandwidth required for transmission of vital signs, taking into account rates of known samples to physicians signs such as electrocardiogram (ECG), blood pressure, heart rate, body temperature and rate of oxygen saturation blood. To evaluate the performance, were carried computer simulations using an implementation of the IEEE 802.21 standard for the simulator NS-2. The simulated scenario used the networks of Wi-Fi and WiMAX technologies, mobile with multiple interfaces and nodes cargo, which made transmissions with constant rates. The results showed that the network technologies in use can meet the minimum QoS requirements for medical applications. / As aplicações de saúde voltadas para monitoramento de pacientes a distância têm atingido grandes proporções com o avanço das redes sem fio. Este trabalho apresenta um estudo de avaliação de desempenho do tráfego de biosinais, no qual foi simulado a transmissão de dados de pacientes em situações de emergência. O cenário de simulação considerou a transmissão dos sinais a partir de uma ambulância, através de rede sem fio e coletados em um centro de monitoramento médico. No percurso até o hospital, o móvel transmitiu biosinais enquanto transitou entre áreas cobertas por tecnologias de rede distintas, caracterizando situação de handover vertical. Com base nos requisitos mínimos de QoS praticados na comunidade científica, foram avaliados os parâmetros mais importantes em aplicações de saúde como taxa de perdas, atraso, vazão e jitter. Ainda foi considerada uma largura de banda mínima necessária para transmissão de sinais vitais, levando-se em conta as taxas de amostragens conhecidas para sinais médicos como Eletrocardiograma (ECG), Pressão arterial, Frequência cardíaca, Temperatura do corpo e Taxa de saturação de oxigênio no sangue. Para avaliar o desempenho, foram realizadas simulações computacionais com o uso de uma implementação do padrão IEEE 802.21 para o simulador NS-2. O cenário simulado utilizou as redes das tecnologiasWi-Fi eWiMAX, dispositivo móvel com múltipla interface e nós de carga, os quais realizaram transmissões com taxas constantes. Os resultados mostraram que as tecnologias de rede em uso podem atender aos requisitos mínimos de QoS para aplicações médicas.