ارائه يك مكانيزم تصميم گيري چندمعياره براي برون سپاري ترافيك شبكه سلولي به شبكه مكمل

A Multi-Criteria Decision Making Mechanism for Data Offloading from Cellular Networks to Complementary Networks

به دليل گسترش روزافزون استفاده از گوشي هاي هوشمند، ترافيك داده شبكه سلولي به صورت انفجاري افزايش يافته و باعث ازدحام در شبكه هاي سلولي شده است. برون سپاري داده به يك شبكه مكمل مانند WiFi به عنوان يك راه حل منطقي و مقرون به صرفه براي مقابله با ازدحام شبكه سلولي، مطرح شده است. در اين مقاله، يك مكانيزم برون سپاري داده با نام MCO ارائه شده كه با استفاده از روش تصميم گيري چندمعياره TOPSIS و با بهره گيري از يك مدل پيش بيني الگوي اتصال به شبكه WiFi، مناسب ترين روش را از ميان سه روش 1) تبادل داده از طريق خود شبكه سلولي، 2) برون سپاري با تحمل تاخير (DTO) به شبكه مكمل و 3) برون سپاري با كمك گره هاي واسط (PAO) انتخاب مي كند. معيارهاي استفاده شده در تصميم گيري شامل درصد ترافيك قابل برون سپاري (از كل درخواست كاربر)، هزينه تبادل داده اپراتور سلولي و كاربر، پهناي باند تبادل داده كاربر (در دو شبكه سلولي و مكمل) و مصرف انرژي كاربر مي باشند. به منظور ارزيابي روش MCO سناريوهاي متعددي از نقطه نظر ويژگي هاي كاربران و ترافيك آنها، نرخ پوشش شبكه مكمل و نسبت هزينه تبادل داده شبكه سلولي به شبكه مكمل، شبيه سازي شده اند. نتايج حاصل از اين شبيه سازي ها نشان مي دهد مكانيزم MCO قادر به در نظر گرفتن ترجيحات اپراتور سلولي و كاربرانش بوده و در نتيجه از لحاظ ايجاد تعادل بار در شبكه، كاهش هزينه هاي اپراتور سلولي و كاهش مصرف انرژي كاربران، نسبت به روش هاي پيشنهادي پيشين عملكرد بهتري دارد.

Due to proliferation of smart phones، data traffic in cellular networks has been significantly increasing، which has resulted in congestions in cellular networks. Data offloading to a complementary network such as Wi-Fi has been identified as a rational and cost-effective solution to these congestions. In this paper، a multi-criteria offloading (MCO) mechanism is proposed to select the best transfer mode among: cellular delivery، delay-tolerant offloading (DTO) to a complementary network، and peer-assisted offloading (PAO). The proposed MCO mechanism utilizes TOPSIS multi-criteria decision analysis method and a prediction model for the Wi-Fi connection pattern. The decision criteria include: the fraction of total users’ request satisfied by offloading، data transfer costs of cellular operator to users، data transfer bandwidth of users in both cellular and complementary networks، and total users’ power consumption. To evaluate the proposed mechanism various scenarios have been simulated، and the results show that the MCO mechanism can successfully take into account the preferences of the cellular operator and its users. Through simulations، the MCO mechanism demonstrated superior performance in comparison with other proposed solutions in the literature in terms of balancing the load on the network، reducing the cost of the cellular operator، and reducing energy consumption of the users.