Comparative analysis of service quality of wireless networks with inter-level interaction

Authors

DOI:

https://doi.org/10.18372/2073-4751.69.16810

Keywords:

wireless network, Wi-Fi, WiMAX, SINR, QoS, Markov chain

Abstract

The demand for on the go, anywhere, anytime access to services has led to current efforts to integrate heterogeneous wireless networks. In particular, the methods of ensuring the compatibility of IEEE 802.11x (WLAN) and IEEE 802.16 (WiMAX) wireless local area networks with cellular networks of the 4G and 5G generations as additional systems in providing bandwidth and coverage have attracted a lot of attention. Next-generation wireless networks are by definition heterogeneous networks that integrate different radio access technologies (RATs) with maintenance of a given quality of service (QoS) provided that the signal-to-interference plus noise ratio (SINR) at the receiver is greater than a certain threshold. In this approach, the network with the best QoS according to the set of requirements is selected. When these requirements are not met, an intersystem transition between networks is performed. This article analyses the methods of ensuring local and end-to-end (End-to-End, e2e) quality of service in heterogeneous wireless networks and defines the information criterion of the QoS triplet "throughput - delay - number of bit errors". The study takes into account the traffic class of each call and considers intra-network and inter-network interference. The approach to analysis is based on modelling the system as a multidimensional Markov chain. This analysis simplifies the estimation of throughput under SINR constraints in various wireless networks. Based on this analysis, real-time and transformed-time call service performance evaluation results are obtained in each RAT and under different network sizes.

References

Дрововозов В.І., Аль-Шаммарі Ахмед Аршед, Толстікова О.В. Оптимізація ключових характеристик безпроводових мереж з міжрівневою взаємодією. Проблеми інформатизації та управління. – К.: НАУ, 2021. – Вип. 3(67). – C. 16-27.

Modeling and Simulation of Computer Networks and Systems: Methodologies and Applications. Obaidat M.S., Nicopolitidis P., Zatai F. (Eds.) – Elsevier Inc., 2015. – 924 p.

Вишневский В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей. – М.: Техносфера, 2003. – 512 с.

Вишневский В.М., Ляхов А.И., Портной С.Л., Шахнович И.В. Широкополосные беспроводные сети передачи информации. – М.: Техносфера, 2005. – 592 с.

Вишневский В.М., Портной С.Л., Шахнович И.В. Энциклопедия WiMAX Путь к 4G. – М.: Техносфера, 2009. – 472 с.

Kawano R. k-Optimized Path Routing for High-Throughput Data Center Networks // R. Kawano, R. Yasudo, H. Matsutani, and H. Amano. – 2018 Sixth International Symposium on Computing and Networking (CANDAR). – P. 99-105.

Kawano R. k-Optimized Path Routing for High-Throughput Data Center Networks // Ryuta Kawano, Ryota Yasudo, Hiroki Matsutani, and Hideharu Amano. – 2018 Sixth International Symposium on Computing and Networking (CANDAR). – P. 99-105.

Wang, Y. Optimizing Multi-criteria k-Shortest Paths in Graph by a Natural Routing genotype-based Genetic Algorithm // Wang, Y., Liu, Q., Ren, H., Ma, X., Liu, L., Wang, W., Zhang, J. – 2018 13th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications (ICIEA). – P. 342-345.

Chondrogiannis T. Exact and Approximate Algorithms for Finding k-Shortest Paths with Limited Overlap // T. Chondrogiannis, P. Bouros, J. Gamper, U. Leser. – Advances in Database Technology EDBT 2017: 20th International Conference on Extending Database Technology; Proceedings / Markl, Volker et al. (Hrsg.). – Konstanz: OpenProceedings.org, 2017. – P. 414-425.

Chondrogiannis T. Finding k-shortest paths with limited overlap // Theodoros Chondrogiannis, Panagiotis Bouros, Johann Gamper, Ulf Leser, David B. Blumenthal. The VLDB Journal, Electron resource. – 25 p.

Burstein D. The K Shortest Paths Problem with Application to Routing // David Burstein, Leigh Metcalf.

Drovovozov V., Al-Shammari Ahmed Arshed, Tolstikova O., Vodopianov S. Optimisation of the Key Performance Indicators of Wireless Cross-layer Networks. Доповідь на конференції "World Congress "AVIATION IN THE XXI-st CENTURY" Computer systems and components". – К.: НАУ, 22.09.2020.

Downloads

Published

2022-02-17

Issue

Vol. 1 No. 69 (2022)

Section

Статті

License

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

  1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

  2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.

  3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).