Luận án Tối ưu hóa quản lý di động trong mạng vô tuyến hỗn hợp đa dịch vụ

 HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 
----------------------------------- 
LÊ NGỌC HƯNG 
TỐI ƯU HÓA QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG 
MẠNG VÔ TUYẾN HỖN HỢP ĐA DỊCH VỤ 
 Chuyên ngành: Hệ thống thông tin 
Mã số: 9.48.01.04 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
HÀ NỘI - 2020 
 BỘ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG 
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG 
------------------------- 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ 
ĐỀ TÀI 
TỐI ƯU HÓA QUẢN LÝ DI ĐỘNG TRONG MẠNG VÔ TUYẾN HỖN 
HỢP ĐA DỊCH VỤ 
Chuyên ngành: Hệ thống thông tin 
Mã số: 9.48.01.04 
Nghiên cứu sinh : Lê Ngọc Hưng 
Người hướng dẫn khoa học : GS. TSKH. Nguyễn Xuân Quỳnh 
Hà Nội - năm 2020
i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, các số liệu và kết quả trình bày 
trong luận án là trung thực và chưa được công bố ở bất kỳ công trình nào khác. 
 Tác giả 
 Lê Ngọc Hưng 
ii 
LỜI CẢM ƠN 
Luận án Tiến sỹ này được thực hiện tại Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông dưới 
sự hướng dẫn của GS.TSKH. Nguyễn Xuân Quỳnh. Nghiên cứu sinh bày tỏ lòng biết ơn sâu 
sắc tới GS.TSKH. Nguyễn Xuân Quỳnh, thầy trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ tạo mọi điều kiện 
thuận lợi để nghiên cứu sinh hoàn thiện công trình nghiên cứu của mình. Thầy đã có rất nhiều 
ý kiến gợi mở về hướng nghiên cứu để tôi thực hiện thành công đề tài. 
Tôi cũng xin cảm ơn Ban lãnh đạo Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông, Khoa 
Đào tạo sau đại học, Công ty TNHH VKX (nơi tôi đang công tác), cũng như các đồng nghiệp 
đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành được đề tài nghiên cứu của mình. 
Cuối cùng là sự biết ơn tới gia đình, bạn bè đã thông cảm, động viên giúp đỡ cho tôi có 
đủ nghị lực để hoàn thành luận án. 
 Hà Nội, tháng 12 năm 2020 
 Lê Ngọc Hưng 
iii 
MỤC LỤC 
MỤC LỤC ................................................................................................................................. iii 
DANH MỤC BẢNG MẪU ...................................................................................................... xi 
DANH MỤC HÌNH VẼ .......................................................................................................... xii 
BẢNG KÝ HIỆU TOÁN HỌC ............................................................................................. xiv 
MỞ ĐẦU ...................................................................................................................................... 1 
1. Lý do nghiên cứu ............................................................................................................... 1 
2. Mục đích nghiên cứu ......................................................................................................... 2 
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ..................................................................................... 2 
4. Phương pháp và công cụ nghiên cứu ................................................................................ 3 
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài .......................................................................... 3 
6. Cấu trúc của Luận án ......................................................................................................... 3 
Chương 1: Tổng quan các vấn đề cần nghiên cứu ....................................................................... 5 
1.1 Mạng thông tin vô tuyến băng rộng đa dịch vụ BcN. ....................................................... 5 
1.2 Yêu cầu chuyển giao trong mạng BcN ............................................................................. 7 
1.3 Phân tích và đánh giá các nghiên cứu liên quan đến Luận án........................................... 9 
1.4 Các vấn đề còn tồn tại ..................................................................................................... 12 
1.4.1 Phân loại chuyển giao .............................................................................................. 12 
1.4.2 Các yêu cầu về hiệu suất .......................................................................................... 14 
1.4.3 Phân tích trễ chuyển giao ......................................................................................... 15 
1.4.4 Tối ưu hoá trễ HO .................................................................................................... 16 
1.5 Kết luận chương 1 ........................................................................................................... 17 
Chương 2: Xây dựng tập tham số phân tích và đánh giá hiệu suất của các kĩ thuật chuyển giao 
dựa trên MIP, TCP-M, và SIP. ................................................................................................... 19 
2.1 Mở đầu ............................................................................................................................ 19 
2.2 Phân tích hiệu suất chuyển giao dựa trên các giao thức quản lý di động hiện tại. ......... 19 
2.2.1 Các giao thức quản lý di động ở lớp liên kết (Lớp 2) ............................................. 21 
2.2.2 Các giao thức quản lý di động ở lớp mạng (Lớp 3) ................................................. 21 
2.2.3 Các giao thức quản lý di động ở lớp giao vận (Lớp 4) ............................................ 22 
iv 
2.2.4 Các giao thức quản lý di động ở lớp ứng dụng (lớp 5) ............................................ 23 
2.3 Xác định các tham số cơ bản của mô hình phân tích ...................................................... 24 
2.3.1 Xác suất gói tin bị thất lạc từ điểm đến điểm .......................................................... 25 
2.3.2 Độ trễ truyền bản tin điểm tới điểm ......................................................................... 27 
2.3.3 Trung bình độ trễ truyền gói tin báo hiệu khi sử dụng giao thức UDP ................... 27 
2.4 Xây dựng phương thức đánh giá hiệu suất chuyển giao của các ứng dụng dạng B và dạng 
C (MIP và TCP-M) .................................................................................................................. 30 
2.4.1 Đánh giá hiệu suất chuyển giao của kết nối TCP khi sử dụng MIP ........................ 32 
2.4.2 Đánh giá hiệu suất chuyển giao của kết nối TCP khi sử dụng TCP-M ................... 36 
2.5 Xây dựng phương thức đánh giá hiệu suất chuyển giao của các ứng dụng dạng D và dạng 
E (MIP và SIP) ........................................................................................................................ 38 
2.5.1 Đánh giá hiệu suất chuyển giao của một kết nối UDP khi sử dụng MIP ................ 39 
2.5.2 Đánh giá hiệu suất chuyển giao của một kết nối UDP khi sử dụng SIP ................. 41 
2.6 Phân tích đánh giá tương quan giữa tiêu hao nguồn điện và hiệu suất chuyển giao ...... 43 
2.6.1 Mô hình phân tích .................................................................................................... 43 
2.6.2 Mô tả giao thức ........................................................................................................ 43 
2.6.3 Thuật toán tìm tuyến ................................................................................................ 44 
2.6.4 Cấu trúc bản tin RREQ ............................................................................................ 46 
2.6.5 Mô phỏng và đánh giá ............................................................................................. 47 
2.7 Kết luận chương 2 ........................................................................................................... 50 
Chương 3: Xây dựng phương thức định trước băng thông chuyển giao trong mạng BcN. ....... 53 
3.1 Mở đầu ............................................................................................................................ 53 
3.2 Xây dựng mô hình hệ thống ............................................................................................ 53 
3.2.1 Kiến trúc trao đổi tin ................................................................................................ 54 
3.2.2 Đánh số tế bào .......................................................................................................... 55 
3.2.3 Mô hình hoá di chuyển ............................................................................................ 55 
3.2.4 Phân lớp các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển giao ..................................................... 56 
3.2.5 Tính toán xác suất chuyển giao................................................................................ 62 
3.3 Thuật toán định trước băng thông và điều khiển đăng nhập ........................................... 64 
v 
3.3.1 Định trước băng thông không thông tin di chuyển ......................................................... 64 
3.3.2 Định trước băng thông với thông tin di chuyển .............................................................. 66 
3.3.3 Điều khiển cửa sổ ước tính thời gian di chuyển .............................................................. 67 
3.3.4 Điều khiển đăng nhập ...................................................................................................... 69 
3.3.5 Kết quả mô phỏng ........................................................................................................... 71 
3.4 Thuật toán dự báo chuyển giao đi và đến........................................................................ 72 
3.4.1 Ba trạng thái xác suất ............................................................................................... 72 
3.4.2 Điều khiển đăng nhập .............................................................................................. 74 
3.5 Thuật toán dự báo băng thông theo kết nối ..................................................................... 74 
3.5.1 Điều khiển AG ......................................................................................................... 74 
3.5.2 Định trước băng thông theo kết nối sau khi đăng nhập ........................................... 75 
3.5.3 Định trước băng thông theo kết nối trước khi đăng nhập ........................................ 76 
3.6 Kết luận chương 3 ........................................................................................................... 77 
Chương 4: Xây dựng phương thức quản lý chuyển giao linh hoạt trong mạng BcN ................ 78 
4.1 Mở đầu ............................................................................................................................ 78 
4.2 Phân tích hiệu suất của các giao thức định tuyến cho MANETs. ................................... 78 
4.2.1 Xu hướng nghiên cứu trong thời gian gần đây. .............................................................. 79 
4.2.2 Các giao thức định tuyến truyền thống ........................................................................... 80 
4.2.3 Mô phỏng và phân tích kết quả ...................................................................................... 82 
4.3. Giải pháp Quản lý chuyển giao linh hoạt (AMMS) ......................................................... 87 
4.3.1 Cấu trúc của AMMS ....................................................................................................... 87 
4.4 Phân tích mô hình đánh giá hiệu suất của AMMS ............................................................ 92 
4.4.1 Mất số liệu của MIP và SIP ..................................................................................... 96 
4.4.2 Thời gian giảm thông lượng của TCP-M ................................................................ 96 
4.5 Kết luận chương 4 ............................................................................................................. 96 
KẾT LUẬN ............................................................................................................................... 98 
HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ................................................................................ 100 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ ................................................................... 101 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................................... 102 
vi 
CÁC TỪ VIẾT TẮT 
Viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt 
3/4/5G Mobile 3/4/5th Generation Mạng di động thế hệ 3/4/5 
A_WCETT Advance Weighted Cumulative Expected 
Transmission Time 
Thời gian truyền với trọng số 
mở rộng 
AAA Authentication, Authorization, and 
Accounting 
Xác thực, Phân quyền, và Giám 
sát 
AIMD Additive Increase Multiplicative-
Decrease (AIMD) 
Thuật toán điều khiển nghẽn 
trong TCP 
AMC Architecture for ubiquitous Mobile 
Communications 
Kiến trúc thông tin di động phổ 
biến 
AMMS Adaptive Multi-layer Mobility 
management Solution 
Giải pháp quản lý di động đa 
lớp thích ứng 
AODV Ad hoc On-Demand Distance Vector Véc tơ khoảng cách theo yêu 
cầu 
APME Access Point Management Entity Thực thể quản lý điểm trruy 
nhập 
AR Access Router Router lớp truy nhập 
AU Authentication Unit Đơn vị xác thực 
AC Authentication Center Trung tâm xác thực 
BLG Boundary Location Register Đăng ký vị trị biên 
BS Base Station Trạm cơ sở 
CARD Candidate Access Router Discovery Khám phá bộ định tuyến lớp 
truy nhập 
CDR Call Detail Records Bản tin cước 
CDMA Code Division Multiple Access Tiêu chuẩn đa truy nhập theo 
mã 
CH Correspondent Host Thuê bao di động trong mạng 
vii 
IP 
CMP Cross-layer (Layer 2 + 3) handoff 
Management Protocol 
Giao thức quản lý chuyển giao 
lớp 2-3 
CN Correspondent Node Thuê bao cố định trong mạng 
IP 
CA Care-of-Addresses Địa chỉ IP tạm thời cấp phát 
cho thuê bao di động 
DECT Digital Enhanced Cordless Telephone Điện thoại cố định không 
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức cấu hình máy chủ 
DSR Dynamic Source Routing Định tuyến nguồn động 
EAP Extensible Authentication Protocol Giao thức xác thực mở rộng 
EAPOL EAP over LAN 
EEMA Efficient Energy and High-Performance 
Routing Protocol 
Giao thức định tuyến cân bằng 
năng lượng và hiệu suất 
ETX Expected Transmission Count Số lần truyền dự kiến 
ETT Expected Transmission Time Thời gian truyền dự kiến 
FA Foreign Agent Hệ thống xử lý yêu cầu truy 
nhập trên mạng khách 
FN Foreign Network Mạng xử lý yêu cầu truy nhập 
trên mạng khách 
FEC Forward Error Correction Sửa lỗi 
FER Frame Error Rate Tỷ lệ lỗi khung 
GEO Geostationary Earth Orbit Quỹ đạo địa tĩnh 
GFA Gateway Foreign Agent Cổng trạm khách 
GGSN Gateway GPRS Support Node Điểm hỗ trợ cổng GPRS 
GPRS General Packet Radio Services Dịch vụ chuyển mạch gói vô 
tuyến 
GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu 
viii 
GRX GPRS Roaming eXchange Chuyển giao GPRS 
GSM Global System for Mobile 
communications 
Công nghệ thông tin di động 
thế hệ 2 của châu Âu 
HA Home Agent Hệ thống xử lý yêu cầu truy 
nhập trên mạng đăng ký thuê 
bao 
HM Hysteresis Margin Biên độ trễ 
HMIP Hierarchical Mobile IP Giao thức quản lý di động cục 
bộ theo mạng phân cấp 
HN Home N ... Wireless Communications, vol. 11, no. 4, pp. 16-28, 2004. 
[3] Akyildiz, I. F., Morabito, G., and Palazzo, S., “TCP-Peach: a new congestion control scheme for 
satellite IP networks," IEEE/ACM Trans. Networking,vol. 9, no. 3, pp. 307-321, 2001. 
[4] Almes, G., Kalidindi, S., and M. Zekauskas, "A One-way Delay Metric for IPPM", RFC 2679, 
September 1999. A Predictive User Mobility Profile 
[5] Almes, G., Kalidindi, S., and M. Zekauskas, "A One-way Packet Loss Metric for IPPM", RFC 
2680, September 1999. 
[6] Almes, G., Kalidindi, S., and M. Zekauskas, "A Round-trip Delay Metric for IPPM", RFC 2681, 
September 1999. 
[7] Aqeel Taha, Raed Alsaqour, Mueen Uddin et al., “Energy Efficient Multipath Routing Protocol 
for Mobile Ad-Hoc Network Using the Fitness Function”, IEEE Access, Vol. 5, pp. 10369-10381, 
2017. 
[8] Bao, G., “Performance evaluation of TCP/RLP protocol stack on Correlated Fading DS-CDMA 
wireless links," IEEE Veh. Tech. Conf., Ottawa, May 1998. 
[9] B.Kosko, “Digital Signal Processing and Neural Networks”, Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 
1991. 
[10] Cisco, ‘‘Cisco visual networking index: Global mobile data traffic forecast update 2017–2022,’’ 
Cisco, San Jose, CA, USA, White Paper c11738429, Feb. 2019. 
[11] C. Perkins, P. R. C. and Bharatia, J., “Mobile IPv4 challenge/response extensions (revised)," RFC 
4721, Jan 2007. 
[12] Cung Trong Cuong, Vo Thanh Tu, Nguyen Thuc Hai, “MAR-AODV: Innovative Routing 
Algorithm in MANET Based on Mobile Agent”. IEEE WAINA, Spain, 2013, pp. 62-66. 
[13] Conrad, P. and et al, “SCTP in battle field networks," in Proc. of IEEE MILCOM, pp. 289-95. 
[14] C.C Wang, K.H Chi, “An IP-Decoupling Approach to Host Mobility," Journal of information 
science and engineering 23, 91-112, 2007. 
[15] Chung Hung Liao, “A Cross-Layer (Layer 2 + 3) Handoff Management Protocol for Next 
Generation Wireless Systems," IEEE Trans. on Mobile Computing, 2007. 
[16] D.S.J. De Couto, D. Aguayo, J. Bicket, R. Morris, “A High Throughput Path Metric for Multi-
Hop Wireless Routing”. In Proceedings of ACM MobiCom, USA, 2003, pp. 134-146. 
103 
[17] D. Lopez-Perez, I. Guvenc, and X. Chu, ‘‘Mobility management chal- lenges in 3GPP 
heterogeneous networks,’’ IEEE Commun. Mag., vol. 50, no. 12, pp. 70–78, Dec. 2012.  
[18] D. Munoz and K.W. Cattermole, “Hand off procedure for fuzzy delined radio cells,” in Proc. 
IEEE 37th VTC, 1987, pp. 38–42. 
[19] D.Oliva and J.I.Alonso, ‘‘A two-hop MIMO relay architecture using LTE and millimeter wave 
bands in high speed trains,’’ in Proc. IEEE WCNC Conf., Apr. 2018, pp. 1–6. 
[20] Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA): Requirements for Support of Radio 
Resource Management, 3GPP TS 36.133, v. 13.3.0, Rel. 13, May. 2016 
[21] E. Onggosanusi, S. Rahman, L. Guo, Y. Kwak, H. Noh, Y. Kim, S. Faxer, M. Harrison, M. 
Frenne, S. Grant, R. Chen, R. Tamrakar, and Q. Gao, ‘‘Modular and high-resolution channel state 
information and beam management for 5G new radio,’’ IEEE Commun. Mag., vol. 56, no. 3, pp. 48–
55, Mar. 2018. 
[22] Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) Procedures in Idle 
Mode, document 3GPP 36.304, Mar. 2019 
[23] F. Baboescu, S. Kanugovi, J. Zhu, “Multi-Access Management Services (MAMS)”, RFC 8743, 
Mar. 2020 
[24] Geetha N., Sankar A., “Hop Count Based Energy Saving Dynamic Source Routing Protocol for 
Ad Hoc Network”, Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social Informatics and 
Telecommunicati ons Engineering, Vol. 108, Springer, Berlin, Heidelberg, 2012. 
[25] Gustafsson, E., Jonsson, A., and Perkins, C. E., “Mobile IPv4 regional registration," RFC 4857, 
Jun 2007. 
[26] Hashimoto et al., “Evaluation of Mobile Agent-Based Service Dissemination Schemes in 
MANETs”. In Proceedings of IEEE ICNC, China, 2011, pp. 257-260. 
[27] Helal S., Lee C., Zhang Y., G.G. Richard I Q “An Architecture for Wireless LANIWAN 
Integration,” IEEE Wireless Communication and Networking ‘ Conference (WCNC) 2000. Chicago, 
Illinois, September 2000. 
[28] Hsieh, H.-Y., Kim, K.-H., and Sivakumar, R., “An End-to-End Approach for Transparent 
Mobility across Heterogeneous Wireless Networks," ACM/Kluwer Mobile Networks and Applications 
Journal (MONET), Special Issue on Integration of Heterogeneous Wireless Technologies, vol. 9, no. 
4, pp. 363-378, 2004. 
[29] I.V Hwang, R.G Harry, X.Z Wu, “The Global Information Technology Report”, 2012 
[30] Ishizuka et al., “A Mobile Agent Creation Mechanism for Service Collection and Dissemination 
in Heterogeneous MANETs”. In Proceedings of IEEE ICNC, USA, 2012, pp. 321-322. 
104 
[31] Inamura, H., Montenegro, G., Ludwig, R., Gurtov, A., and Khafizov, F., “TCP over second 
(2.5G) and third (3G) generation wireless networks," RFC 3481 Feb. 2003. 
[32] ITU, Q.1704 and M.1645, 10/2008 
[33] J. Rodriguez, A. Radwan, C. Barbosa, F. H. P. Fitzek, R. A. Abd-Alhameed, J. M. Noras, S. M. 
R. Jones, I. Politis, P. Galiotos, G. Schulte, A. Rayit, M. Sousa, R. Alheiro, X. Gelabert, and G. P. 
Koudouridis, ‘‘SECRET—Secure network coding for reduced energy next generation mobile small 
cells: A European training network in wireless communications and networking for 5G,’’ in Proc. 
IEEE Internet Technol. Appl. (ITA) Conf., Sep. 2017, pp. 329–333. 
[34] J.Kellokoski, “Managing Mobility in an Always-Best-Connected IP Network,", Copyright © 
2013, by University of Jyväskylä. 
[35] Johnson, D., Perkins, C., and J. Arkko, "Mobility Support in IPv6", RFC 3775, June 2004. 
[36] Jyh-Cheng Chen and Tao Zhang, “IP-Based Next-Generation Wireless Networks: Systems, 
Architectures, and Protocols”, John Wiley & Sons Inc., 2004. 
[37] J. Liu, K. Au, A. Maaref, J. Luo, H. Baligh, H. Tong, A. Chassaigne, and J. Lorca, ‘‘Initial 
access, mobility, and user-centric multi-beam operation in 5G new radio,’’ IEEE Commun. Mag., vol. 
56, no. 3, pp. 35–41, Mar. 2018. 
[38] K. Kanwal and G. A. Safdar, ‘‘Energy efficiency and superlative TTT for equitable RLF and ping 
pong in LTE networks,’’ Mobile Netw. Appl., vol. 23, no. 6, pp. 1682–1692, 2018. 
[39] LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); X2 General Aspects and 
Principles, document ETSI TS 136 420 V10.2.0 (2011-10), Jun. 2018. 
[40] LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Universal Terrestrial 
Radio Access Network (E-UTRAN); Overall Description; Stage 2, document ETSI TS 136 300 
V15.3.0 (2018-10), Mar. 2019, pp. 105–158. 
[41] Ministry of Internal Affairs and Communications, Japan, “Outline of the 2018 White Paper on 
Information and Communications in Japan”, Jul. 2018. 
[42] Ministry of Information and Communications, “White book of Vietnam Information and 
Communication technology”, 2017. 
[43] M.auridsen, L. C. Giménez, I. Rodriguez, T. B. Sorensen, and P.Mogensen, ‘‘From LTE to 5G 
for connected mobility, ’’IEEE Commun. Mag., vol. 55, no. 3, pp. 156–162, Mar. 2017. 
[44] M. Polese, M. Giordani, M. Mezzavilla, S. Rangan, and M. Zorzi, ‘‘Improved handover 
throughual connectivity in 5G mm Wave mobile networks,’’ IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 35, no. 
9 pp. 2069–2084, Sep. 2017. 
105 
[45] M. Joud, M. García-Lozano, and S. Ruiz, ‘‘User specific cell clustering to improve mobility 
robustness in 5G ultra-dense cellular networks,’’ in Proc. 14th Annu. Conf. Wireless On-Demand 
Netw. Syst. Services (WONS), Feb. 2018, pp. 45–50. 
[46] M. Tayyab, G. P. Koudouridis, and X. Gelabert, ‘‘A simulation study on LTE handover and the 
impact of cell size,’’in Proc. Broadband Commun., Netw., Syst. (BROADNETS), 2018, pp. 398–408. 
[47] Mohanty, S., “VEPSD: Velocity estimation using the PSD of the received signal envelope in next 
generation wireless systems," IEEE Transactions on Wireless Communications, 2005. 
[48] Maltz, D. and Bhagwat, P., “MSOCKS: an architecture for transport layer mobility," in Proc. of 
IEEE INFOCOM'98, pp. 1037-45. 
[49] McNair, J., Akyildiz, I. F., and Bender, M., “An Inter-System Handoff Technique for the IMT-
2000 System," in Proc. of IEEE INFOCOM'00. 
[50] Mohanty, S. and Akyildiz, I. F., “Performance Analysis of Handoff Techniques Based on 
Mobile IP, TCP-Migrate, and SIP,” IEEE Trans. on Mobile Computing, Jul 2007. 
[51] Misra, A., Das, S., Dutta, A., McAuley, A., and Das, S., “IDMP-based fast handoffs and paging 
in IP-based 4G mobile networks," IEEE Communications Magazine, 2002. 
[52] M. Tayyab, X. Gelabert, and J. Riku , “A Survey on Handover Management: From LTE to NR" 
IEEE, 2019. 
[53] M. Alhabo, L. Zhang, and O. Oguejiofor, ‘‘Inbound handover interference-based margin for load 
balancing in heterogeneous networks,’’ in Proc. Int. Symp. Wireless Commun. Syst. (ISWCS), 
Bologna, Italy, Aug. 2017, pp. 146–151. 
[54] M. Giordani, M. Polese, A. Roy, D. Castor, and M. Zorzi, ‘‘A tutorial on beam management for 
3GPP NR at mmWave frequencies,’’ IEEE Commun. Surveys Tuts., vol. 21, no. 1, pp. 173–196, 1st 
Quart., 2018. 
[55] Outline of the 2019 White Paper on Information and Communications in Japan, Jul. 2019 
[56] Ohba, Y., "A Framework of Media-Independent Pre- Authentication (MPA)", draft-ohba-
mobopts-mpa-framework-01 (work in progress), July 2005. 
[57] Papoulis, A. and Pillai, S. U., Probability, random variables, and stochastic processes. Mc Graw 
Hill, 4th edition, 2002. 
[58] Perkins, C., “IP mobility support for IPv4," RFC 3220, IETF, 2002. 
[59] Perkins, C., "IP Mobility Support for IPv4", RFC 3344, August 2002. 
[60] P. T. Dat, A. Kanno, K. Inagaki, F. Rottenberg, N. Yamamoto, and T. Kawanishi, ‘‘High-speed 
and uninterrupted communication for high-speed trains by ultrafast WDM fiber–wireless backhaul 
system,’’ J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 1, pp. 205–217, Jan. 1, 2019. 
106 
[61] R. Arshad, H. Elsawy, S. Sorour, T. Y. Al-Naffouri, and M.-S. Alouini, ‘‘Handover management 
in 5G andeyond: A topology aware skipping approach,’’ IEEE Access, vol. 4, pp. 9073–9081, 2016. 
[62] RFC3561, “https://www.ietf.org”, accessed 10/5/2019 
[63] Ramjee, R., Varadhan, K., Salgarelli, L., Thuel, S. R., Wand, S.-Y., and Porta, T. L., “HAWAII: 
A domain-based approach for supporting mobility in wide-area wireless networks," IEEE/ACM 
Transactions on Networking, vol. 10, no. 3, pp. 396-410, 2002. 
[64] Rigney, C. and et al, “Remote Authentication Dial In User Service (RADIUS)," RFC 2865, 2000. 
[65] Rosenberg, J. and et al., “SIP: Session Initiation Protocol," RFC 3261, IETF, 2002. 
[66] Shanzhi Chen, Yan Shi, Bo Hu, and Ming Ai, “Mobility-Driven Networks (MDN):From 
Evolution to Visions of Mobility Management”, IEEE, Aug. 2014. 
[67] S.Chaudhuri, I.Baig, and D.Das, ‘‘Self organizing method for handover performance 
optimization in LTE-advanced network,’’ Comput. Commun., vol. 10, pp. 151–163, Sep. 2017. 
[68] S. Banks, “Signal Processing, Image Processing and Pattern Recognition”, Englewood Cliffs, NJ: 
Prentice-Hall, 1990, pp. 262–254. 
[69] S Chakraborty, S Sen, “Quantative analysis on Log-Normal Indoor Propagation Model for 
WLAN”, International Journal of Computer science and Technology, Vol.5, Issue 1, Mar. 2014. 
[70] Salkintzis, A. K., Fors, C., and Pazhyannur, R., “WLAN-GPRS Integration for Next-Generation 
Mobile Data Networks," IEEE Wireless Communications, 2002. 
[71] Shan Jaffry, Rasheed Hussain, Xiang Gui, “A Comprehensive Survey on Moving Networks”, 
Computer Sciense, 2020. 
[72] Schulzrinne, H. and E. Wedlund, "Application Layer Mobility USing SIP", ACM MC2R. 
[73] Stemm, M. and Katz, R. H., “Vertical handoffs in wireless overlay networks," ACM/Springer 
Journal of Mobile Networks and Applications (MONET), vol. 3, no. 4, pp. 335-350, 1998. 
[74] Snoeren, A. C. and Balakrishnan, H., “An end-to-end approach to host mobility," ACM 2000 1-
58113-197-6/00/08. 
[75] S. Kutty and D. Sen, ‘‘Beamforming for millimeter wave communications: An inclusive survey,’’ 
IEEE Commun. Surveys Tuts., vol. 18, no. 2, pp. 949–973, 2nd Quart., 2016. 
[76] Stuber, G. L., “Principles of Mobile Communication”, Springer International Publishing AG 2017 
[77] T. Bilen, B. Canberk, and K. R. Chowdhury, ‘‘Handover management in software-defined ultra-
dense 5G networks,’’ IEEE Netw., vol. 31, no. 4, pp. 49–55, Jul./Aug. 2017. 
[78] Tepedelenlioglu, C. and Giannakis, G. B., “On Velocity Estimation and Correlation Properties of 
Narrow-Band Mobile Communication Channels," IEEE Trans. on Vehicular Technology, vol. 50, no. 
4, pp. 1039-1052, 2001. 
107 
[79] Tsao, S. and Lin, C., “Design and Evaluation of UMTS-WLAN Interworking Strategies," in Proc. 
IEEE VTC 2002. 
[80] Valko, A., “Cellular IP: A new approach to Internet host mobility," ACM SIGMOBILE 
Computer Communication Review, vol. 29, no. 1, pp. 50-65, 1999. 
[81] Vu Khanh Quy, Nguyen Tien Ban, Nguyen Dinh Han, “A High-Performance Routing Protocol 
for Multimedia Applications in MANETs,” Journal of Communications, Vol. 14, No. 4, pp. 267-274, 
2019. 
[82] Vu Khanh Quy, Nguyen Tien Ban, Nguyen Dinh Han, “An Advanced Energy Efficient and High-
Performance Routing Protocol for MANET in 5G,” Journal of Communications, Vol. 13, No.12, pp. 
743-749, 2018. 
[83] V. K. Quy, N. D. Han, and N. T. Ban, “PRP: A highperformance routing protocol for 
mobile ad-hoc networks,” in Proc. International Conference on Advanced Technologies for 
Communications (ATC), Ho Chi Minh City, 2018, pp. 226-231. 
[84] Wei Sun, Zheng Yang, Xinglin Zhang et al., “Energy-Efficient Neighbor Discovery in Mobile Ad 
Hoc and Wireless Sensor Networks: A Survey”, IEEE Communications Surveys & Tutorials, Vol. 16, 
Iss. 3, pp. 1448-1459, 2014. 
[85] W. Guo, W. Zhang, P. Mu, F. Gao, and H. Lin, ‘‘High-mobility wideband massive MIMO 
communications: Doppler compensation, analysis and scaling laws,’’ IEEE Trans. Wireless Commun., 
vol. 18, no. 6, pp. 3177–3191, Jun. 2019. 
[86] Wedlund, E. and Schulzrinne, H., “Mobility support using SIP," in Proc. of Second ACM/IEEE 
International Conference on Wireless and Mobile Multimedia (WoWMoM'99). 
[87] Wisely, D. and Mitjana, E., “Paving the Road to Systems Beyond 3G-The IST BRAIN and MIND 
Projects," Journal of Communications and Networks, vol. 4, no. 4, pp. 292-301, 2002. 
[88] Xie, J. and Akyildiz, I. F., “A hybrid control resource allocation scheme for policy-enabled 
handoff in wireless heterogeneous overlay networks," submitted for publication, 2005. 
[89] Y.S.Hussein, B. M. F. A. Ali, A.Sali, and A. M. Mansoor, ‘‘A novel cell selection optimization 
handover for long-term evolution (LTE) macro cell using fuzzy TOPSIS,’’ J. Comput. Commun., vol. 
73, pp. 22–33, Jan. 2016. 
[90] Zhao, X., Castelluccia, C., and Baker, M., “Flexible network support for mobility," in Proc. of 
ACM Mobicom 
[91] 5GMF White Paper, Sep. 2017 
[92] 5G; NR; Radio Resource Control (RRC); Protocol Specification, document 3GPP TS 38.331 
Version 15.3.0 Release 15, Jan. 2018.