Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   9 , No .   6 Decem ber   201 9,   pp. 5 351~ 5359   IS S N: 20 88 - 8708 DOI: 10 .11 591/ ijece . v9 i 6 . pp5351 - 53 59          5351       Journ al h om e page http: // ia es core .c om/ journa ls /i ndex. ph p/IJECE   comp arativ e st ud y o n h andove r probabil ity anal ysis   for futur HetNet s       S. Neera j a A. Abhi shikt ha   Depa rtment  o E le c troni cs  and  C om m unic at ion   E ngine er ing,   GIT AM   (Dee m ed  to be  Univer si t y ) ,   I ndia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   N ov   8 201 8   Re vised  Ju l   1 0 ,  201 9   Accepte J ul   1 7 , 2 01 9       The  ne ed  of   wir el ess  serv ices  in cre asing   d a y   b y   da y   du e   to   th a dvanc ement s   in  th e   field  of   wire le ss   t ec hn olog y   towa rds  5G  for  insta nt   tra nsferri n g   the  m ai ls,   m essa ges  and   v ide o   c alling   without  an y   int err up ti on.   In   LT E   an 5G   wire le ss   n et wor ks,  m aj or   t ask  i to  p rovide  se a m le ss   conne c ti o an y wher e,  an y ti m when  th user  m a y   roa m   among  Hete roge neous  W ire l e ss   Networks   (HetNe ts).   To   achie ve   prope r   m obil ity   m ana geme nt  among  He tNe ts,  handof f   or  hadove r   is  r e quire d.   Hando ve r   Probabil i t y   is  one  of  the   m etri to   esti m ate  the   h andove r   p er form anc e,  which   is  p roba bi li t y   of  Mobile  Node   to  handov er   the   pre s ent   conn ec t ion  from   the   cur ren t   base   st at i on  to  ano the b a se  stat ion   or   enode   B.   In  this   pape r,   hando f proba bilit y   an aly s is  i done  f or  m ult ipl e   HetNe ts  b ase d   o Hand over   Alg orit hm .   To   esti m at e   th is  al gori th m ,   bandwidt h   is  conside red   as  one  of  th ke y   p a ramet er .   compara t ive   ana l y sis  of  handove r   proba bil i t y   fo two,   th ree,  fou and   f iv He t Nets  has  b ee n   per form ed.   Th resul ts  ca n   demons tra te   th at  the   v ari a ti on  of   handove prob a bil ity   w it h   respe ct   to  tr aff ic   lo ad,   thre sh old  and  bandw idt h.   I is  obs erv ed  th at,   as  th num ber   o wire le ss   n et wo rks  inc r ea ses   ha ndover   prob abi l i t y   sligh t l y   inc re ase with   t raf fic  lo ad.  Th e se  r esult s   ar m ore   signifi c ant  to   esti m ate   furthe wrong  d ec ision  h andovers   base on  th at  Quali t y   of  Serv ic (QoS is   eva lu at ed   in   pr ac t ic a H et Nets   such   a integr at ion   of   LTE,   W i - Fi  and   W iMAX   et c.   Ke yw or d s :   Hand off/ha ndover     H an dove r   p r ob abili ty     HetNet   Copyright   ©   201 9   Instit ut o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e   Al l   rights re serv ed .   Corres pond in Aut h or :   S.   Neer a j a,     Dep a rtm ent o f El ect ro nics  and C omm un ic ation   En gin ee rin g,   GI T AM  (D ee m ed  to  be Un i ver sit y),   Gand hi N a ga r,   Rush i konda,  V isa kh a patnam , A nd hr a  Pr a des h,   Pinc od e:   53 0045 , I nd ia   Em a il gitam ne eraj a @g m ai l.com       1.   INTROD U CTION   The  a dvancem ents  in  Wirele ss  an M ob il e   Com m un ic at i on  te ch no l og ie are  dr a sti cal ly   m ov ing  towa rd t he  fif th  ge ner at io ( 5G)  cel lular  sy stem s.  W it th te chnolo gy  a dv a ncem ents,  the  f uture  ge ne rati on  wireless   net work s   will   integ ra te   the   cu rr e nt  wireless   net work s   s uc as   L T E,  WiM A X,  WLA N ,   an W i - Fi  et c .   to  al lo t he   use t pro vid e   a nyw her e a nyti m best  c omm un ic at io ser vi ces T h e   com bi nation  of   di fferent  wireless  netw orks   with   dif fere nt  acce ss  te c hnologies  are   te r m ed  as  hete rog eneous  wireles netw orks   ( He tNet s).  Con se quently the  Mo bile  N odes  (MN’s)  al ways  sel ect   the   best  a vaila ble  netw ork  for  ac cess,  cal le t he  “al ways   best  co n n ect ed ''   netwo r [1,  2] The  m ulti ple   MN’s  with  m ulti ple  interfac es  will   able  to  choose  t he  be s li nk   a m on al a va il able  can did at es.  Ha ndover   or  hand off  is   pr ocess   w hi ch  seam le ssl trans fer  the   ongo i ng   conve rsati on  f r om   on netw ork  to   a no t her  ne twork   wit ho ut  interr up ti on   in  order  to   sup port  the  high   m ob il it and  to   pro vid e   the  Q oS   t th en us e rs  durin c omm un i cat ion .   Ha ndof fs   ca be  div i ded  int tw t ypes :   1)  hand ov e t hat  oc cu betw een  th sim i la ty pes  of  netw orks   is  cal le a   Horizo ntal  Ha ndoff  e .g.   L TE  to  LT E   and  2)  a   hand over   hand off   tha occ ur  betwee dissim il ar  typ es   of   net wor ks  is   cal le Ve rtic al   Ha ndoff   [3 ]   e. g.  LTE  t W iM A X.  Ve rtic al   Ha ndoff   he lps   M t sel ect   the   best  netw ork   a m on HetNets   for  pro vid i ng  de sired   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   6 Dece m ber  2 01 :   5351   -   5359   5352   QoS.  A acc urat handoff   al go rithm   design   i m ajo go al   of  networ des ign e in  ord er  t ens ure  MN’ s   can  m ai ntain an  ac ceptable  QoS.    In   t he  li te rature,  m os of   the   hand off  al gorit hm are  desig ned  bet ween  sim il ar  networks   w hich  a re   base on  Re ce ived  Sig nal  St rength  (RSS e.g   GS t G SM  or  CDM A   to  CDM [ 4,  5].  Var io us   ve rtic al   hand off  al gorithm are  obse rv e a nd  desi gn e base on  a rea  of  a ppli ca ti on   an use requirem ents  [6 ] .   RSS - base ve rtic al   ha ndoff   al gorithm   is  relat ively   m at ur e   an eas to  reali ze,  howe ver,  t he  la ck  of   com pr ehe ns i ve   consi de rati on   of   dif fer e nt  net work  pa ram et e rs  an e nd  use requirem ents  li m it i ts  per f or m ance  and  ap plica ti on   in h et er ogen eous  en vir onm ent. O ther   tha RSS  ba sed va rio us  v erti cal   ha ndoff  al gorith m are   pr ese nted  b a se d on Sig nal to   In te r fer e nce  Noise Ra ti o [7 ] , c os t f unct ion a nd addit ive  we igh ti ng  functi on etc.    In   desi gn i ng  cost  f unct ion  base ver ti cal   ha ndoff  al gorithm   [8 ] m ulti ple  syst e m   perform ance  par am et ers  an en d -   us er   c harac te risti cs  are  t aken  int acc ount,   the refo re,  the  al go rithm   perform bet te th a conve ntion al   R SS  base ha ndoff  al gorithm The  draw bac of  this   al gorith m   is  the  la ck  of   ada ptati on  ca pa bili ty  for  on ce   de fine d,   t he  f orm   of   the  c os f unct io is  fixe f or  al the  us e rs  a nd  for  al the  se r vice  ty pes,   he nce it   is  diff ic ult t a da pt   the al gorith m  b ased on dif fer e nt user  re quirem ents, especi al ly  f or   dif f eren t se r vice tr aff ic s.   In  a dd it ive   wei gh ti ng   ba sed   ve rtic al   ha ndoff   al gorithm   [9 ] par am et ers  af f ect ing  ha ndoff   perform ance  are  ch os e as  decisi on  fact ors  su c as  t hr es ho l d,   e nd  to  e n delay   et c.  Di ff e ren factors  are  assig ne diff e ren t   weig hts  wh ic cou l be   dy na m ic al l adjuste acc ordi ng  to   netw ork  sta te   a nd  var io us  us e se rv ic es t herefo re,  it   is  po ssible  to   gu a ran te dif f eren us er  QoS   requirem ent  and   im pr ove  the   perform ance  of   the   w hole   net work  m eanw hile.   Hand off  al gori thm based  on  t he  R SS   does   not  m eet   the  requirem ent  of  up per  la ye r   ap plica ti on s   w here  traff ic   is  m or e   an se ns it ive   with  ti m so   ha ndoff  is   im ple m ented  ba sed  on  the   ba ndwidt as   the  m ai par am et er.    Ha ndoff  al gorith m   based   on  ba ndwidt for  t wo  an t hr ee   heter og e ne ou s   wireless  netw orks   are  avail able  in   the   li te ratur [10],   [ 11 ] I n t his  pa per,  P roba bili ty   of  ha ndoff   an al ysi is  done  f or  m ulti ple  HetNets  (tw o,   th ree,  f our  an five ba se on   ha ndover  al gorithm   by  con si de ri ng  ba ndwi dth   as   20M Hz  w hic is  s ui ta ble   for  e valuati ng  the  pe rfor m anc of   cu rr e nt  wi reless  Het Nets  su c as  inte gr a ti on   of   L TE  a nd  W iM AX,  LT to  Wi - Fi  et c.   F rom   the  resu lt s,  the  hand ov e pro ba bili ty   com par at ive   analy s is  is  car ried  ou for  m ulti ple  ( two,  t hr ee,  four a nd  five) Het Nets .       2.   ANALY SIS  O F PROB ABIL ITY O F H A N DOVER   Pr oba bili ty  o f han dove is  the  proba bili ty  o f M is m ov in ou t  of its e xisti ng  netw ork. Cons i der fi ve   netw orks  N 1,   N2,  N3,  N4  a nd  N 5.  A naly ti cal   m od el f or  H an dove a r desi gn e for   these  netw ork us i ng  Ma rkov M odel   as s how in  Fi gure  1 .   He re,    N j N i ( t ) C MN   is c hangi ng   f ro m  n et w ork  N i t o netw ork Nj at  tim e t .   Ni ( t ) S :    MN   co ntin ue at  curre nt  ne twork  N i at  ti m e t   N j N i P : Pr ob a bili ty   of  MN   tra nsfer ring  f ro m  n et w ork  N i t o netw ork Nj at  tim e t   N i N i P : Pr ob a bili ty  o f   MN   c on ti nu i ng   at   netw ork N i at  tim e t     The  c ha ng e   in  band width   pr oc edure  of  net w ork  i,   i= (wh ere  is  the   no   of  netw orks)  is  de velo pe as  an  M/ M/ Bi   proce ss   [ 11 ] .     Wh ere  Bi ,   t he  m axi m u m   band width  an b is  the  a va il able  band widt of   the  netw ork T he  ar rival  rate  of   requirem ent  for  cha nnel is  denoted  with  Po iss on   distrib ution   with  par a m et er i N i a nd  t he   ser vi c rate,   at   w hich  t he   cha nnel   is  cl ea red,   wil obey   a e xponentia distrib ut ion  wit par am et er  i N i i , y N i . y 0 , 1 , . . . . B i Co ns ti tute  the   pro bab il it of   occ upie cha nnel is  y.   Fr om  queu i ng  theo ry r es ult, t he follo wing e qu at io ns h old   i , y i y , y B i       ot he r w i s e , 0   y i i , y i , 0 y ! , 0 y B i                  ( 1)   wh e re    is t raffi c load.   Bi i , 0 y i y0 1 , i 1 , 2 , 3 , 4 , 5 y!                  ( 2)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       A com pa r ati ve  stud y  on a ndov er p r obabil it y a naly sis f or f ut ur HetN et s (S.  Neeraja)   5353   The  a naly ti cal   m od el   of   ha nd ov e f or  tw w irel ess  n et w ork as  sho wn   i Fig ure (a   i ex plaine by  C.  Chi,  et .a l.   [ 10 ].   Co ns id er ,   the  pro bab i li ty   of   handov er  f or   th ree  net works  i.e.  Fig ure (b ).     In   order   t fin the  MN   m ov ing   bet we en  di ff e ren node by  us in three  sta te   Ma rko desi gn  and   t he  var ia bl es  p,   represe nt  the   pro ba bili ty   of  MN   s witc hing   f ro m   N to   N a nd  from   N t N 1.  V aria bles  s   a nd  re pr ese nt   the  prob a bili ty  o f   MN   m ov ing f ro m  N 3 t o N a nd  N2 to  N3   a nd the   var ia bles  a nd t  re present  the   pro ba bili ty   of  MN   s hiftin from   N t N 3   a nd  N3  t N 1 .   T he   pr ob a bili ti es  ( 1 - p - u),  ( 1 - q - r )   a nd  (1 - s - t   re pr ese nt   the pr ob a bili ty  o f   MN   sta y at   N1,  N2 and  N 3  are  r e pr ese nte d by  P N1 ,P N2     a nd P N3 .           (a)         (b )       (c)     (d )     Fig ure   1. A nal yt ic al   m od e ls   f or h a ndover  b e tween  heter oge neous  w irel ess   netw orks ,   (a Ma rko M od el   f or   t wo w i reless  netw ork s , (b )  Mar kov  Mod el   for  t hr e e w irel ess  n et works ,   (c Ma rko M od el   f or   f our w irel ess n et works , (d )  Mar kov  Mod el   for fi ve wirel ess  netw orks       Algori th m :   Prob a bili ty  o f Ha ndover  A l gorithm  b ased  on B andwidt   Let  av ai la ble  ba ndwidt h of ne twork  b1, b 2, b3 a nd th reshol d G th .   If  a  MN is  at N the n   If     b2  -   b1 ≥     G th , th MN   m oves to  N 2   Othe rw ise   sta ys at  N1.   Else  if a  MN   is  at N the n   If    b3  -   b1 ≥     G th , th MN   m oves to   N 3   Othe rw ise   sta ys at  N1.   Si m il arly , f or  a   MN   is at   N a nd N3.     2.1.   Mathem ati cal  ca lc ula tio ns  of  MN   st ay i ng  an d   mo v in p robabil itie s :   Con si der,  thre wireless  ne twork as  s how in  Fi g ure (b ).   T he  pr ob a bili ty   of   m ob ile  node  sta yi ng   at   N1 is cal culat e as ,     N 1 N 2 N 1 N 3 N 1 N 2 N 2 N 1 N 1 N 3 N 3 N 1 P N1 PP P P P P             Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   6 Dece m ber  2 01 :   5351   -   5359   5354   P q t p q t u N1                     ( 3)     Si m il arly , f or   N2    MN  stay in at   N2  is         P p s p q s r N2                     ( 4)            MN stay ing at   N3 is        P r u r u s t N3                     ( 5)                           The  MN   m ov es  from   it pr esent  net work   w hen   t he  band w idth  of  t he   cu r ren netw ork  i le ss  than   the  oth e netw orks   ba ndwi dth   at   th reshold   G th .F or  eac ne twork   band width  cha nges   dy nam ic ally  so   c on si de r   the n et wor sta ble stat e su c h t hat h a ndove r d oes n ot affect ed by t he  ti m e p e rio t.     MN m ov in f r om  N to  N1 i     th P P b 1 b 2 N 1 N 2 G           (6)     MN m ov in f r om  N 1   to  N 2   i     th P P b 2 b 1 N 2 N 1 G           (7)     MN m ov in f r om  N 3   to  N1 i s         th P P b 1 b 3 N 1 N 3 G               ( 8)     MN m ov in f r om  N 1   to  N 3   i     th P P b 3 b 1 N 3 N 1 G               ( 9)     MN m ov in f r om  N 2   to  N 3   i     th P P b 3 b 2 N 3 N 2 G               ( 10 )     MN m ov in f r om  N 3   to  N 2   i     th P P b 2 b 3 N 2 N 3 G               ( 11)     MN  sta yi ng at   N1 is      P P P 1 p u 1 N 1 N 1 N 2 N 1 N 3 N 1           ( 12)     MN  sta yi ng  at   N 2   is      P P P 1 q r 1 N 2 N 2 N 1 N 2 N 3 N 2           ( 13)     MN  sta yi ng  at   N 3   is     P P P 1 s t 1 N 3 N 3 N 1 N 3 N 2 N 3           ( 1 4)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       A com pa r ati ve  stud y  on a ndov er p r obabil it y a naly sis f or f ut ur HetN et s (S.  Neeraja)   5355   B i G th th i , y y0 P b i G ,i 1 , 2 ,3               ( 15)   W it in de pe ndent ass um ption s of  b1, b2,  b3  we have     i , B i j j , B j i G th th Bi Bj P P b i b j N i N j i0 j 0 , i j ij w h e r e   i j , i j 1 , 2 , 3   .   G              ( 16 )     2.2.   Prob ab il ity  of  hand ov er  ca l culati on     Assum e,  m axim u m   ba ndwidt of  the   net work s   B1=B 2=B3 =B   an T raffic   loa for  t hr ee   netw orks   is  assigne a s,  1 2 3   Ther e f or e,   N i N j Q , i j , i j 1 , 2 , 3 P   Pr oba bili ty  o f han dove is,     P P P P P P P P P P P P P H ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 3 * Q N 1 N 2 N 1 N 2 N 1 N 2 N 3 N 1 N 3 N 1 N 3 N 1 N 2 N 3 N 2 N 3 N 2 N 3   (17)     The  a bove   pro cedure  is   re pea te f or   de vel oping  pro ba bili ty  of  hand over  a lgorit hm   fo r   f our   an five   netw orks   w hich  a re  s how i Fig ur e   1( c )   a nd  Fig ure  1( d ).   F or  exam ple,  co ns ide m ulti ple  net works  ( N= 5),   then  t he  c orres pondin m ov in g   a nd  sta yi ng proba bili ti es o t he  MN   are  calc ulate as ,     Mov i n g Pr oba bili ty  o MN  fr om  Cur re nt N e twork  t o neig hbori ng  netw ork s is,     N i N j th P b i b j , f o r ( i j ) G P                ( 18)     W it in de pe ndent ass um ption s of  b1, b2,  b3,  b4, b the n,     th i , , B i j j , , B j i th Bi Bj P P b i b j N i N j G i0 j 0 , i j ij G f o r ( i j ) , i j 1 , 2 , 3 , 4 , 5                  ( 19)     for( ≠ j), i =  j   = 1 ,  2,  3,   4, 5   The  sta yi n P r ob a bili ti es o f  the MN  is cal cu la te as,      N i N i N j N i 1 f o r ( i j ) , i j 1 , 2 , 3 , 4 , 5 PP        ( 20)     N j N j N i N j 1 , f o r ( i j ) , i j 1 , 2 , 3 , 4 , 5 PP                            ( 21 )     Si m il arly , assu m e, Bandwidt h = B 1 = B 2 =  B3 = B = B 5 = B   Traffic  L oad   of f i ve netw orks   is assum ed  as,   1 2 3 4 5   The n,         N i / N j P Q , i j , i j 1 , 2 , 3 , 4 , 5       NN ( ) , i j 1 , 2 , 3 , 4 , 5 N i N j N i i 1 j 1 ij PH PP                  ( 22 )     Fr om   (22 ) , t he Proba bili ty  o f Han dove r (P H) f or  t wo,  th ree,   f our  a nd f i ve  Het N et s   are  ca lc ulate d.   F or tw o netw orks , P roba bili ty  o f  h a ndover   =   PH = Q   T hr ee  n et wor ks ,   p r ob a bili ty  o f han dove =   P H=3* Q   F our net works ,   p roba bili ty  o f han dove =   P H =6*Q   F ive  netw orks, Pr obabili ty  o f han dove =   P H =10* Q   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   6 Dece m ber  2 01 :   5351   -   5359   5356   3.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS     The   pro ba bili ty   of  ha ndover   (P H )   analy sis  f or  m ulti ple  ( tw o,  th ree,   f our   a nd  fi ve HetNe ts   has   been   ca rr ie d o ut   i t erm s o tra ff ic   load ,  th reshold  and  band widt h.       3.1.   Prob ab il ity  of   hand ov er  v s   t raffic l oad   Fig ure   2     a nd   Table  repres ents  the   va riat ion  of  pro ba bili ty   of   ha ndover   with   res pect  t tra ff ic   l oa for  di ff e ren th reshold  value s,   her t he  ba nd width   is  fixe at   20 M Hz.   F or  five  netw orks  for  fi xed   t hr e sh ol (G th )= 11,   at   t he   tra ff ic   loa ( )=1,    the   pro ba bili ty   of  hand over   is   0.8 1272 178  an at   t he   traff ic   loa ( )= 8 ,   the  pro bab il it of   hand ov e is  0.92 2491 97.  It  is  no ti ced  that  si m il arl fo t wo,  three  a nd  f our  net wor ks at   fixed   thres ho l d value , th pro ba bili t y of ha ndover   sli gh tl y i ncr eas es w it h i ncr ea s e in tra ff ic  l oad.           Fig ure   2.  Pro ba bili ty  o f han dove r (P H)   vs t r aff ic  loa d ( f or d if fer e nt th res ho l ds   and d i ff e ren ne tworks  at ba ndwi dth   ( B ) = 20  MHz       Table  1.   Prob a bili ty  o f h an do ver (PH)  vs   t ra ff ic  loa d ( f or  diff e re nt thresh old s   and d i ff e ren ne tworks  at ba ndwi dth   ( B )  =20 MHz   S . No .   Tr af f ic load   ( )   Fo r   two  netwo rks   at  G th   =0 ,   P rob ab ility   o f  han d o v er  (PH)   F o th ree  n et wo rks   Prob ab ility  o f  han d o v er  (PH)  at  G th =2   F o f o u n etwo rks   Prob ab ility  o f  han d o v er  (PH)  at  G th   =6   F o f iv e netwo rks   Prob ab ility  o f  han d o v er  (PH)  at  G th   = 11   1   1   0 .29 8 7 2 0 7 3   0 .60 6 4 6 1 9 4   0 .73 6 2 6 9 2 3   0 .81 2 7 2 1 7 8   2   2   0 .29 8 7 4 0 9 8   0 .60 6 5 5 1 6 5   0 .73 6 7 4 5 4 5   0 .81 8 3 0 9 3 7   3   3   0 .29 8 7 5 9 3 5   0 .60 6 6 3 4 0 3   0 .73 7 1 9 9 1 8   0 .82 4 0 9 9 7 7   4   4   0 .29 8 7 7 9 6 5   0 .60 6 7 2 6 4 7   0 .73 7 7 3 2 8 6   0 .83 1 7 1 0 0 5   5   5   0 .29 8 8 0 3 7 0   0 .60 6 8 3 7 9 8   0 .73 8 4 1 0 8 1   0 .84 2 6 2 2 4 4   6   6   0 .2 9 8 8 3 3 1 0   0 .60 6 9 7 6 7 6   0 .73 9 3 0 1 8 1   0 .85 8 9 0 3 5 4   7   7   0 .29 8 8 6 9 5 6   0 .60 7 1 5 2 2 2   0 .74 0 4 9 4 3 2   0 .88 3 7 7 2 1 9   8   8   0 .29 8 9 1 5 2 3   0 .60 7 3 7 6 2 6   0 .74 2 1 1 0 6 6   0 .92 2 4 9 1 9 7       3.2.   Prob ab il ity   of  hand ov er  v s  thre sho l d   Fig ure  3   a nd  T able  2   re presen ts  the  var ia ti on   of  pro bab il it of  ha ndover   with   res pect  t th reshold   f or   diff e re nt  tra ff i loa val ues   a nd  for   dif fere nt   net wor ks ,   here  the   band widt is   fixe at   20MHz.   As   t he  num ber   of   netw orks  i nc reases,  t he  th reshold  re qu i r e m ent  of   t he  MN  va ries  du to  this  probabil it of   ha nd ov e is  est i m at ed  at   di ff e ren t   th resho ld  base on   th no.   of  netw orks For   fi ve  ne tworks   at   thr e sh ol ( G th )= 11,traf fic  load   ( )= 8   the   pro bab il it of  hand ov e is   0. 876525 43  a nd  f or  the   th reshold   ( G th )= 15,  t raffic   loa ( )=8   the  pr ob a bili ty   of  ha ndover   is  0.6 437302 2.  F or  tw net works  at   t hr e s ho l (G th )=0,   traff ic   loa d   ( )= 8 ,   the  pro bab il it of  hand ov e r   is  0.566 70640  a nd  f or  the   th res hold   ( G th )= 4,    tr aff ic   loa ( )=8  the  pro bab il it o hand ov e is  0.1 942773 3.It is o bs er ve that t he  proba bili ty  o f han dove r dec reases  with i nc rease in  th reshold.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       A com pa r ati ve  stud y  on a ndov er p r obabil it y a naly sis f or f ut ur HetN et s (S.  Neeraja)   5357       Fig ure   3 Pro ba bili ty  o f han dove r (P H)   vs   T hr es hold  ( G th ) for  diff e re nt Traffic loa d ( )   and d i ff e ren ne tworks  at  ba ndwi dth   ( B ) = 20  MHz       Table  2.   Prob a bili ty  o f han do ver (PH)  vs t hr esh old   (G th f or  diff e ren Tra f fic loa ( )   and f or d i ff e re nt n et wor ks  at  band width ( B ) =20 M Hz   S. No   Thresh o ld   ( G th )   F o two   n etwo rks   Prob ab ility  o f   h an d o v er  (PH )   At  traff ic  lo ad =8   Thresh o ld     ( G th )   F o th ree  n etwo rks   Prob ab ility  o f   h an d o v er  (PH At tr af f ic  lo ad =8   Thresh o ld   ( G th )   F o f o u n etwo rks   Prob ab ility  o f   h an d o v er  (PH)      At  traff ic load =8   Thresh o ld   (G th )   F o f iv n etwo rks   Prob ab ility  o f   h an d o v er  (PH)      At  traff ic   lo ad =8   1   0   0 .56 6 7 0 6 4 0   2   0 .86 9 0 3 0 0 7   6   0 .87 3 4 4 3 6 3   11   0 .87 6 5 2 5 4 3   2   1   0 .38 3 2 6 1 5 4   3   0 .69 8 1 0 7 4 9   7   0 .77 4 6 4 7 3 1   12   0 .80 7 6 3 6 6 8   3   2   0 .28 9 6 7 6 6 9   4   0 .58 2 8 3 1 9 9   8   0 .69 4 8 8 2 4 3   13   0 .74 6 9 3 4 6 1   4   3   0 .23 2 7 0 2 5 0   5   0 .49 9 6 6 8 4 7   9   0 .62 8 9 7 8 7 8   14   0 .69 2 7 4 6 0 6   5   4   0 .19 4 2 7 7 3 3   6   0 .43 6 7 2 1 8 2   10   0 .57 3 4 6 4 2 7   15   0 .64 3 7 3 0 2 2       3.3.   Prob ab il ity  of   hand ov er  v s . ban dwi dt h   Figure  4   an d   T able  re pr ese nt the  va riat ion  of  pr ob a bili ty   of  ha nd ov e wi th  r espect   to   ba ndwidt f or  diff e re nt  thres ho l val ues,   he re  the  tra ff ic   lo ad  is  fixe at   8.  For  fi ve  net w o r ks   f or  fi xe th reshold  ( G th )=11,   at   the  traff ic   lo ad  ( )=8,    the  pro ba bili ty   of   ha ndover  is  0.7 692307 at   the   band width = 12   and   at   band width  =20   t he  prob a bi li t of   hand over  is  0.0 .87 652543.  It  is  noti ced  that  sim il arl fo r   tw o,   t hre an f our  networks ,   at   fixe t hr es hold   val ue  of  c orres pondin netw ork   a nd  t raffic   loa d,  th pro ba bili ty   of  ha ndove sl igh tl increases  w it increase i n ba ndwi dth .           Figure  4 .  Pro ba bili ty  o f h an dove r (P H)   vs   b andwidt h ( B ) f or d if fer e nt t ra ff ic  loa d ( )   and d i ff e ren ne tworks  at co nst ant Thres ho l d (G th )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om En g,   V ol.  9 , N o.   6 Dece m ber  2 01 :   5351   -   5359   5358   Table  3.   Prob a bili ty  o f han do ver (PH)  vs  b a ndwidt h (B)  for  c on sta nt t hres ho l d (G t h) = 9,1 0,11    at  t raf fic l oad ( )=8   S.No   Ban d wid th   ( B )   in   MHz   F o two   n etwo rks   Prob ab ility  o f   h an d o v er  (PH at   traff ic load =8  and   th resh o ld  ( G th ) =0   F o th ree  n et wo r k Prob ab ility  o f   h an d o v er  (PH )   at   traff ic load =8  and   th resh o ld  ( G th ) =2   F o f o u n etwo rks   Prob ab ility  o h an d o v er  (PH at   traff ic load =8  and   th resh o ld  ( G th ) =6   Fo r   f iv e netwo rk Prob ab ility  o f   h an d o v er  (PH at   traff ic load =8  and   th resh o ld  ( G th ) =1 1   1   12   0 .56 3 8 8 7 4 6   0 .85 4 6 0 2 9 5   0 .83 3 0 1 9 5 4   0 .76 9 2 3 0 7 7   2   13   0 .56 3 4 8 2 6 7   0 .85 6 0 7 6 4 9   0 .84 0 2 5 6 1 1   0 .79 5 0 0 8 2 8   3   14   0 .56 3 4 2 7 9 0   0 .85 7 7 0 1 8 0   0 .84 6 5 1 5 4 7   0 .81 3 9 5 8 0 7   4   15   0 .56 3 6 7 9 3 4   0 .85 9 5 1 8 2 6   0 .85 2 1 1 4 0 1   0 .82 8 9 8 6 6 0   5   16   0 .56 4 1 5 1 2 8   0 .86 1 4 6 9 8 8   0 .85 7 2 0 8 2 7   0 .84 1 4 4 9 3 2   6   17   0 .56 4 7 5 2 6 8   0 .86 3 4 6 6 6 3   0 .86 1 8 6 3 9 6   0 .85 2 0 7 7 4 3   7   18   0 .56 5 4 0 9 1 5   0 .86 5 4 2 5 8 8   0 .86 6 1 0 8 3 3   0 .86 1 2 9 9 4 0   8   19   0 .56 6 0 7 0 1 0   0 .86 7 2 9 0 4 8   0 .86 9 9 6 0 4 7   0 .86 9 3 8 6 4 5   9   20   0 .56 6 7 0 6 4 0   0 .86 9 0 3 0 0 7   0 .87 3 4 4 3 6 3   0 .87 6 5 2 5 4 3       4.   CONCL US I O N     In  this pa per,  t he  m at he m at ical  m od el   of  pr ob a bili ty   of  ha ndover   f or  m ulti ple  heter ogen eous n et w orks  is  dev el op e d.   Th analy sis  is  carried  out  by  c om par ing   t he  pro bab il it of   hand ov e of   m ulti ple  heter ogeneou s   wireless   netw orks   in  te rm of   pro bab il it of  hand ov e vs .   tr aff ic   loa d,  probabil it of   hand ov e vs .   th reshold  a nd   pro bab il it of  hand ov e vs .   ba ndwidt h.   Fro m   the  res ults,  i is  obser ve t hat  inc rease  i traff ic   l oad  wit fixe thres ho l the re  is  no  m uch   va ri at ion   in   pro ba bi li t of   hand ov er  an al s obs erv e t hat  with  increase  i th re sh ol the  prob a bili ty   of  ha ndover   is  dec rease d.  Fur ther ,   it   is   al s o   ob s er ved   that   f or  m ulti ple  HetNets ,   at   fixe traff i c   load,  the  pro ba bili ty   of   ha nd ov e in creases   with  t he   inc re ase  in   nu m ber  of  net wor ks   at   diff e re nt  thre sh ol values . The   pro po s ed  pro bab il it of   ha dove r   analy sis  is  further   hel pful  f or   m ini m izing  the   w ron de ci sion    hand ov e pro ba bili ti es  in  pr a ct ic al   HetNets  su c h as  inte gr a ti on   of   L TE,  W i - Fi  a nd  W i MAX e tc .   f or   i m pr ov i ng   their  QoS.            ACKN OWLE DGE MENTS     This  wor was   sup ported   un de Ea rly   Ca ree Re sea rch  A w ard  by  t he  SE RB ,   De par tm e nt  of   Scie nce   and  Tec hnolog (D S T),  Ne w   Delhi,   I nd ia   ( Gr a nt   no ECR /2016 / 001804  dated:  13 - FEB - 20 17).   The  a ut hors   would l ike to  t hank  t he  m anag em ent f or en c oura ging to wards  researc e nvir on m ent.       REFERE NCE S     [1]   S.  Bhosale   and   R .   Daruwal a.,  Multi - criter ia   V ert i ca l   Handoff  Dec ision  Algor ithm   Us ing  Hier ar ch y   Model ing  a nd  Additi ve  W ei gh t ing  in  an   Inte gr at ed  W LAN/W i MA X/UM TS  E nvironment - Case  Stud y ,”   K SII   Tr ansacti ons  on  Inte rnet   &   Infor mation  Syst ems,   vol.   8 ,   2014 .   [2]   E Gus ta fss on  a nd  A   Jons son,  Eri csson  Rese ar ch . ,   Alwa y s   B est  Conne ct ed ,”   IEEE  W irel ess   Comm unic ati on s ,   vol.   10 ,   pp .   49 - 5 5,   2003 .   [3]   B .   Ma ,   et  al .,  Modeli ng   and   A naly s is f or   Ver tical Handoff   B ase on   the Decisi on  Tr ee i n   a   Het ero gene ous   Vehi cl e   Network,   IEEE   Acce ss ,   vo l. 5, p p.   8812 - 8824 ,   2 017.   [4]   S.   Nee ra ja   and   G.   S .   Rao ,   C om par at ive  stud y   on   Handoff  Al gorit hm for  GS and  CDM Cel lular  Ne tworks,    Inte rnational   Jo urnal  of El e ct ri c al  and  Comput er  Engi n ee ring   ( IJE CE) ,   vo l .   7 ,   pp .   1219 - 1227,   201 1.   [5]   S .   Nee r aja,  e al. Anal y sis  o A dapt iv H y ster esis  Based   H oriz o nta l   Handoff   Al gorit hm   for   GS M,   In te rnation al   Journal  of  Inno vat i ve   Re search   in  Elec tric al ,   El e ct ronics,   Instrum ent ati on  an Control  Enginee ring ,   vol.  1 ,   pp.   433 - 437 ,   20 13.   [6]   R S .   Chang   and   S J .   L eu Handoff  Orderi ng  U sing  Signal   Str e ngth  for  Mult im edi Com m unicati ons  in   W ire l e s s   Networks,   I EEE  Tr ansacti ons  on  Wireless   Comm unic ati ons , v ol.   3 ,   pp .   1526 - 1 532,   2004 .   [7]   K .   Yang,   et   al .,  Multi - Dim ensiona Adapt ive  SIN Based  Vert i c al   Handoff   for  H et ero g ene ous  W i rel ess  Networks,   IEE E   Comm unications  Letters ,   v ol.   12 ,   pp .   438 - 4 40,   2008 .   [8]   F .   Zhu   and   J .   McNai r,  Optimiz at ions  for   Ver ti c al   H andof De cis ion  Algorit hm s,   I EE E   Wire le ss   Comm unic ati on s   and  Net work ing Confe renc e ,   pp.   867 - 872,   2004 .   [9]   D .   He,  et  a l . ,   Sim ple   and  R obust  Vert i ca l   Handoff  Algorithm   for  Hete rog e neousW ire le ss   Mobile   Ne tworks,   Wirel ess P ersonal  Comm unic at i ons ,   vol. 59, pp.  361 - 373 2011 .   [10]   C.   Ch i,  e al. ,   Modeli ng   and   Anal y s is  of   Hand over   Algor it hm s , ”  IE EE  Global   Tele communic a t ions  Confe r enc e ,   pp.   4473 - 4477 ,   2007.   [11]   S.  Nee ra ja  and  G.  S .   Rao ,   Perf orm anc Anal y s is  of  Bandwid th   Based  Handoff   Algorit hm   for  4 Hete roge n eou s   W ire le ss   Ne tw orks  Based   On   W DH OP ,   ARPN   Journal  o f   Enginee ring   and   App li ed   Sc ie n ce s ,   vo l.  12,   pp .   96 - 106 ,   2017.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om En g     IS S N: 20 88 - 8708       A com pa r ati ve  stud y  on a ndov er p r obabil it y a naly sis f or f ut ur HetN et s (S.  Neeraja)   5359   BIOGR AP H I ES   OF  A UTH ORS        S.  Nee raj a ,   s he  is  pre sently   wor king  as  As sist ant   Profess or  in  the   Depa rtment  of  El e ct ron ic a nd  Com m unic at ions  Engi neering,  GI TAM  (Dee m ed  to  be   Univer si t y ) .   She  recei v e Ph.  degr ee   f rom  Andhra  unive rsit y   in   the   y e ar  201 3.   She  has  over   1 y ea rs  of  T each ing  Expe r ie nc e.  She  has  publi she m ore   tha n   30   res ea rch   p ape rs  in   v ari ous  r eput ed   In te rna ti ona l/ Nat io nal  journals/Con fer ences.   H er   ar e a   of  Interest   is  W ire l ess  an Mobile  Co m m unic at ions,   W ire l ess  Sensor  Networks   and   CDM A/MIMO/OFD M W ire les Com m unic at ions.  Curre n tly ,   s he  is   hand li ng   a   DS T - SERB  rese arc proje c t.         A.  Ab his hik t h a ,   s he  is  pr ese ntly   working  a JRF   in  th Depa r tme nt  of  El e ct ron ic and  Com m unic at ions  Engi nee r ing,   G ITAM  (Dee m ed  to  be  Univer si t y )   under   DS T - SERB  rese arc h   project .   She  has  rec e ive d   the   B.   Tech  deg ree   from   Vignan   Nirula   Eng ine e r ing  Coll eg and  M.E   from   AN ITS   Engi ne eri ng   Col le ge .   Her   ar ea s   of   in te r ests  ar e   W ir el ess   Co m m unic at ions  a nd  W ireless  Se nso r   Networks.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.