I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   9 ,   No .   4 A u g u s t   201 9 ,   p p .   2 5 3 4 ~ 2 5 4 0   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v9 i 4 . p p 2 5 3 4 - 2540          2534       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   G ene tic  a lg o rith m   for v ert ica h a ndo v er ( G AfV H )   in a  h ete ro g eneo us netw o rk s       I m a Z u beiri,   Ya s m ina   E M o ra bit,   F a t iha   M ra bti   S ig n a ls,  S y ste m s a n d   Co m p o n e n t s lab o ra to ry ,   F a c u lt y   o f   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g ies ,     Un iv e rsit y   S id M o h a m e d   Be n   Ab d e ll a h   F e z ,   M o ro c c o       Art icle  I nfo     AB ST RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   1 9 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   J u l   2 2 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Mar   4 ,   2 0 1 9       T h e   f if th   g e n e ra ti o n   (5 G w irele s s y ste m   w il d e a w it h   th e   g ro w i n g   d e m a n d   o f   n e w   m u lt i m e d ia  a n d   b ro a d b a n d   a p p li c a ti o n .   T h e   5 G   n e tw o rk   a r c h it e c tu re   is  b a se d   o n   h e tero g e n e o u Ra d io   A c c e s Tec h n o lo g ies   (RAT s ).   In   su c h   im p le m e n tatio n   th e   V e rti c a h a n d o v e is   a   k e y   issu e .   Up   ti ll   n o w ,   s y ste m a r e   u sin g   sim p le  m e c h a n is m to   m a k e   h a n d o v e r   d e c isio n ,   b a se d   o n   t h e   e v a lu a ti o n   o f   th e   Re c e iv e d   S ig n a l   S tre n g th   (RS S ).   In   so m e   c a se th e se   m e c h a n is m a re   n o t   e ff icie n t.   T h is  p a p e p re se n ts  a   n e w   v e rti c a h a n d o v e a lg o rit h m   b a se d   o n   G e n e ti c   A l g o rit h m   ( GA f V H).  It  a ims   to   re d u c e   th e   n u m b e o f   u n n e c e ss a r y   h a n d o v e rs,  a n d   o p ti m ize th e   s y ste m   p e rf o r m a n c e .   W e   c o m p a re   o u sim u latio n   re su lt to   t h e   Re c e iv e d   S ig n a S tren g th   (RS S b a se d   m e th o d .   T h e   re su lt s h o w   th a t h e   n u m b e o f   h a n d o v e rs  d e c re a se s.   M o re o v e r,   w e   d e m o n stra te  th a th e   n e tw o rk   se lec ti o n   re su lt   c a n   d iff e f ro m   a n   a p p li c a ti o n   to   a n o t h e r.   K ey w o r d s :   5G   G en etic  a l g o r it m   R ad io   a cc ess   t ec h o n o lo g ies   V er tical  h a n d o v er   Co p y rig h ©   2 0 1 9   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   I m an   Z u b eir i ,   Sig n als,  S y s te m s   an d   C o m p o n en ts   lab o r ato r y ,   Facu lt y   o f   Sc ien ce   a n d   T ec h n o lo g ies,    Un i v er s it y   Sid i M o h a m ed   B en   A b d ellah   Fez,   Mo r o cc o .   E m ail: i m a n . zu b eir i @ u s m b a. a c. m a       1.   I NT RO D UCT I O N     T h f if t h   g e n er atio n   ( 5 G)   n e t w o r k   i s   th n ex t   telec o m m u n icatio n   s tan d ar d   b e y o n d   4 an d   I M T   ad v an ce d .   I t   ai m s   to   ac h ie v a   h i g h er   ca p ac it y ,   p ea k   d ata  r ate  o v er   1 0 Gb p s   an d   lo w   lat en c y   <1 m s .   T h 5 G   in cl u d es  s o m n e w   r esear c h   f i eld s   lik Mil li m eter - W av e,   M ass i v MI MO   an d   De n s Net w o r k .   I o f f er s   s o m e   n e w   u s ca s s u c h   as Ve h icle   t o   E v er y th i n g   ( V2 X) ,   Hea lth ca r ap p licatio n ,   an d   3 D   T elev is io n   ( 3 DT V) .   T h 5 n et w o r k   ar c h itect u r is   b ased   o n   h eter o g e n eo u s   R ad io   A cc ess   T ec h n o lo g ie s   ( R A T s ) .   I n   h eter o g e n eo u s   e n v ir o n m en t,  Ver tical  Han d o f f   ( VH)   i s   an   ess e n tia is s u e.   I t   m ea n s   h a n d o v er   a m o n g   d if f er e n s tan d ar d s .   Up   till   n o w ,   s y s te m s   ar s till   u s i n g   s i m p le  m ec h a n i s m s   to   m ak h a n d o v er   d ec is io n ,   b ased   o n   th e v al u atio n   o f   t h R ec e iv ed   Si g n a l   Stre n g t h   ( R SS ) .   I n   s o m ca s e s   th e s m ec h a n i s m s   ar n o t   ef f ic ien t,   f o r   ex a m p le  w ca n   f in d   s y s t e m   w it h   g o o d   R SS   a n d   w o r s d ata  r ate.   I n   th e s ca s e s ,   u n n ec ess ar y   h an d o v er s   m a y   o cc u r   an d   ca u s h i g h   s i g n ali n g   o v er h ea d   a n d   s y s te m   p er f o r m a n ce   d e g r ad atio n .   T h e r ef o r e,   ef f icie n R ad io   A cc ess   T ec h n o lo g ies   ( R A T )   s elec tio n   al g o r ith m s   h av e   to   b in v esti g ated .   T h is   p ap er   p r esen ts   n e w   v er tica h an d o v er   alg o r ith m   b ased   o n   Gen etic  A l g o r ith m .   Ou r   s c h e m is   Ge n etic   A l g o r ith m   f o r   Ver tical  Ha n d o v er   ( GAf VH) ,   I m ak e s   a   h a n d o v e r   d ec is io n   b ased   o n   th g e n etic  al g o r ith m   s elec tio n   r esu lt s .   I ai m s   to   r ed u ce   th e   n u m b er   o f   u n n ec es s ar y   h an d o v er s ,   an d   o p ti m izes   th s y s te m   p er f o r m an ce .   W e   d ef in e   f o u r   i m p o r tan n et w o r k   s elec tio n   f ea t u r es  f o r   o u r   GA:  th e   R ec ei v ed   Sig n a Stre n g t h   ( R SS ) ,   t h Data - R ate,   t h B it - E r r o r - R at ( B E R ) ,   an d   th e   Dela y .   T h G s elec t s   a   ch r o m o s o m e,   w h ich   is   co m p o s ed   f r o m   t h b est  g e n es,  DR ,   R SS ,   B E R ,   Dela y .   T h ese  c h r o m o s o m e s   v al u es a r e   co m p ar ed   w it h   th e   m ea s u r ed   v alu e s   o b tai n ed   f r o m   t h n et wo r k .   I f   t h m ea s u r ed   v alu e   is   l ess   s ig n i f ica n t h a n   th b est  v a lu e,   t h alg o r it h m   d ec id es  to   h an d o f f   f r o m   t h cu r r en n e t w o r k .   Usi n g   s i m p l VH  m ec h a n i s m s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Gen etic  a lg o r ith fo r   ve r tica l h a n d o ve r   ( GA fVH )   in   a   h etero g en eo u s   n etw o r ks ( I ma n   Zu b e ir i)   2535   s u c h   as  t h R SS   b a s ed   m et h o d   p r esen ted   m a n y   d i s ad v an tag es.  T h f ir s o n is   m a k in g   VH  d ec is io n   b ased   o n   th e     c o m p ar is o n   o f   t h R S S   m ea s u r e m e n ts .   W h at  d r iv e s   th UE   to   m a k lo Ha n d o v e r s ,   ea ch   ti m w h e n   th R S o f   n et w o r k ,   b ec o m es  s u p er io r   to   an o th er .   W h at  ab o u t,  if   th is   R SS   v a lu is   n o to o   b ad   an d   s till   ef f ec tiv e?   B esid es,  th s ec o n d   d is ad v a n t ag e,   is   tak i n g   i n to   ac co u n t   o n l y   t h R SS   p ar a m eter ,   it s   m a y   n o b e   ef f icien to   p er f o r m   a   VH.   Si n ce   g o o d   s ig n al  q u ali t y   ca n   b r ea ch ed   n ea r   to   an   A cc es s   P o in ( A P )   an d   th W ir eless   in ter f ac is   ac tiv ate d   th e   UE   is   au to m atica ll y   co n n ec ted   to   th is   w ir ele s s   n et wo r k .   B u t   w h at  i f   th i s   n et w o r k   i s   n o w o r k i n g ?     Ou r   s o l u tio n ,   G A f VH,   u s es   t h b est  v al u es  o f   t h R SS ,   o b tain ed   f r o m   th e   G A   a s   t h r esh o ld   an d   co m p ar it  w it h   th e   m ea s u r ed   v alu e.   E v e n   if   t h R SS   o f   n et w o r k   b ec o m es  b etter   th a n   an o th er ,   if   it  is   n o s u p er io r   to   t h t h r es h o ld   v al u t h er i s   n o   n ee d   to   m ak e   h an d o v er   d ec i s io n .   No tin g   t h at,   t h e   Ga f V H   alg o r is m   is   b ased   o n   m u lt ip les   cr iter ia,   th h an d o v er   d ec is io n   w ill b b ased   o n   m u ltip le  p a r a m eter s .     T h is   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo w s ec tio n   t w o   p r ese n ts   r elate d   w o r k s ,   s ec t io n   th r ee   p r esen ts   t h e   Gen etic  A l g o r it h m   a n d   t h e   p r o p o s ed   v er tical  h a n d o f f   alg o r ith m   ( G Af VH) ,   s ec t io n   f o u r   p r esen ts   t h s i m u lat io n   r es u lts .   Fi n all y   w co n clu d in   s ec tio n   f i v e       2.   R E L AT E WO RK S   Var io u s   m eth o d s   a n d   ap p r o ac h es  o f   n et w o r k   s elec tio n   h av be e n   d is c u s s ed   i n   t h e   liter atu r e.   A   n e t w o r k   s elec tio n   s ch e m e   b ased   o n   w ei g h esti m atio n   o f   Qo p ar am eter s   in   Hete r o g en eo u s   w ir ele s s   m u lti m ed ia  n et w o r k   i s   p r o p o s ed   in   [ 1 ] .   T h is   s ch e m est i m ated   th w ei g h ts   o f   Qo p ar a m eter s   s u ch   a s   b an d w id t h ,   d ela y ,   p ac k e ts   lo s s   a n d   d ata  tr an s f er   co s t,   b y   u s i n g   s i m ilar it y   to   id ea s o lu tio n   .   T h r es u lt s   s h o w ed   t h at  t h p r o p o s ed   alg o r ith m   ca n   s elec th e   b est  n et w o r k   in   a   Het er o g e n eo u s   e n v ir o n m e n t.  Au t h o r s   in   [ 2 ]   p r o p o s ed   an   an al y tical  m o d el  to   ca p tu r t h p r ef er en ce s   o f   en d - u s er s ,   u s in g   t h is   m o d el  th e y   d esi g n ed   an   A u to m atic  Ne t w o r k   Select i o n   ( A N S)  m ec h an is m   t h at  to o k   in to   ac co u n t a ll a s p ec t o f   t h e   tr ad e - o f f ,   b et w ee n   th q u alit y   o f   th co n n ec tio n ,   th e   p r ef er en ce s   o f   th u s er s ,   an d   th co s t.  T h is   m o d el  w a s   i m p le m en ted   an d   test ed   in   m u lti  tec h n o lo g ies  s i m u lato r .   R es u lt s   s h o w ed   th a th p r o p o s ed   s o lu tio n   ca n   b b en ef icial  to   b o th   u s er s   a n d   o p er ato r s .   A   n e w   i n telli g e n v er tical  h an d o f f   d ec is io n   al g o r ith m   u s in g   F u zz y   L o g ic  an d   Gen er i c   alg o r ith m   w as  p r o p o s ed   in   [ 3 ] .   I esti m ates  t h e   h a n d o f f   r eq u ir e m en to   s elec th o p ti m al  n et w o r k   an d   m a k e s   h an d o f f   d ec is io n .     In   [ 4 ] ,   m u l ti - cr i ter ia  ac ce s s   n et w o r k   s e lectio n   alg o r it h m   w a s   p r o p o s ed   in   W I M A X   en v ir o n m en t,   in   o r d er   to   p r o v id h i g h   q u ali t y   o f   s er v ice s   a n d   s a tis f y   d i f f er en t y p es  o f   u s e r s .   T h is   alg o r ith m   i s   b ased   o n   a   co m b i n atio n   o f   An al y tical  H ier ar ch y   P r o ce s s   [5 ],   an d   Gr e y   R elatio n a An al y s i s   [6 ].   T h A HP   m et h o d   d ec id ed   o n   th r elativ w e ig h t s   o f   th cr iter ia  s et,   ac co r d in g   to   n et w o r k s   p er f o r m a n ce s .   T h G A R   r a n k ed   t h e   n et w o r k   alter n ati v es.  A   n o v el  ap p r o ac h   f o r   n et w o r k   s elec t io n   w as p r o p o s ed   in   [7 ],   it is   b as ed   o n   A HP   m eth o d   an d   B an k r u p tc y   Ga m e.   I n   th is   ap p r o ac h   th A HP   m et h o d   ev alu ated   th w ei g h ts   o f   m u ltip l d ec is io n   cr iter ia,   th an   t h e   B an k r u p tc y   Ga m i s   u s ed   to   a s s es s   t h p o t en tials   o f   a v ailab le   ca n d id ate  n et w o r k s .   A n o t h er   n et w o r k   s elec t io n   m ec h a n is m   a s   p r ese n ted   i n   [8 ] ,   w a s   b ased   o n   t wo   d ec is io n   m ak in g   m et h o d s ,   t h M u lti - A HP   a n d   GR A .   Mu l ti - A HP   is   u s ed   to   w ei g h   cr iter io n s   w h ile  G R A   r an k ed   t h alter n ati v es.  I n   [ 9 ]   th au t h o r s   p r o p o s ed   n e w   r a n k i n g   al g h o r it h m   w h i ch   co m b i n M u lti - A ttrib u tes  Dec is io n   Ma k i n g   [ 1 0 ]   an d   Ma h alan o b is   d is ta n ce .   Firt  th e y   ap p laied   a   class i f icat io n   m et h o d   to   b u ild class es  w h ic h   h a v e   h o m o g e n o u s   cr ite r iat.   T h en   th Fu zz y   A HP   an d   M ADM   m eth o d s   ar ap p lied   to   d eter m in b o t h   th w ei g t h s   o f   i n ter class e s   a n d   in tr a - cla s s e s ,   f in all y   Ma h ala n o b is   d is tan ce   i s   u s ed   t o   r an k   th al ter n ati v es.  I n   [ 1 1 ]   b r an d   n e w   ap p r o ac h   f o r   n et w o r k   s elec tio n   w a s   p r o p o s ed .   I t u s ed   MA DM   as a   r an k i n g   al g o r ith m   f o llo w ed   b y   E n tr o p y   to   in i tial ized   w ei g h t .       3.   T H E   A G F VH   AL G O R I T H M   3 . 1 .   G enet ic  Alg o rit h m   Gen etic  al g o r ith m   ( G A )   is   m eta h eu r i s tic  i n s p ir ed   b y   t h e   m ec h a n i s m   o f   n at u r al  s elec t io n .   I u s ed   to   g en er ate   h i g h   q u alit y   s o lu tio n s   i n   o r d er   to   o p ti m ize   s ea r ch   p r o b le m .   T h m ai n   ad v a n ta g o f   t h G i s   it s   f ast   co n v er g e n ce .   I t   ca n   co n v er g q u ic k l y   o n   p r o b le m s   s p ec if ic  s o lu tio n   [1 2 ] .   An o th er   a d v an ta g i s   t h at  t h e   GA  d o es n o t p r o v id s i n g le   s o lu tio n   b u t   lis t o f   o p ti m u m   s o lu tio n s .   T h G A   c h r o m o s o m i s   r ep r esen ted   b y   s i m p le  d ata   s tr u ct u r v ec to r .   T h is   s tr u ct u r h a s   d if f er en d ata  t y p es  w h ic h   d ef i n t h eir   g en es.   I n   t h ca s o f   R A T   s elec tio n   th c h r o m o s o m ca n   h av e   m a n y   p ar a m eter s   as  g e n es,  w e   ch o s e   th e   m o s i m p o r tan t   o f   th e m   w h ic h   ar th DR ,   R SS ,   B E R   Dela y .     T h Gen etic  A lg o r it h m   ca n   b e   i m p le m e n ted   u s i n g   t h e   f o llo w in g   s tep s :   1.   I n itializatio n w r an d o m l y   g e n er ated   an   in itial  p o p u latio n   o f   n   ch r o m o s o m e s .   2.   Fit n e s s   m ea s u r es:  w e v al u ate   th f i tn e s s   o f   t h e   i n itial p o p u l atio n s   ch r o m o s o m e s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 5 3 4   -   2540   2536   3.   C o n s tr u ctio n   o f   n e w   p o p u lat io n : u s in g   t h e   f o llo w i n g   s tep s   w r ep r o d u ce   th n e w   g e n er ati o n .   a.   Selectio n : t h s elec t io n   p r o ce s s   is   b ased   o n   th e   le v el  o f   t h c h r o m o s o m es  f it n ess .   b.   C r o s s o v er : T h o b j ec tiv o f   th cr o s s o v er   is   to   m ak n e w   i n d iv id u al s   f o r   t h in co m i n g   g e n er atio n   w i t h   p r o b a b ilit y   o f   cr o s s o v er .   c.   Mu tatio n : T h e   n e w   cr ea ted   in d iv id u al  w il l b e   m u tated   at  d ef i n ite  p o in t.   4.   Sto p p in g   C r iter ia : th p r o ce s s   is   r ep ea ted   u n til a   d esire d   o p tim u m   s o lu tio n   is   r ea ch ed .     3 . 2 .   I m ple m ent a t io n o f   g enet ic  a l g o rit h m   in  net w o rk   s elec t io n   3 . 2 . 1 .   Co ns t ruct ing   t he  chro m o s o m s t ruct ure   W co n s id er   f o u r   attr ib u tes:   T h Data - R ate  ( DR ) ,   th e   R ec eiv ed   Sig n al  Stre n g t h   ( R SS ) ,   B it  E r r o r   R ate  ( B E R ) ,   an d   Dela y ,   as s h o w n   i n   th T ab le  1.       T ab le  1 .   T h ch r o m o s o m s tr u ctu r e   G e n e     C o d e d   b i t s   R a n g e     L e v e l   D a t a   r a t e     7 B i t   0 M b p s~ 1 0 0 M b p s   00   R S S   6 B i t   - 1 0 0 d b m~ - 5 0 d b m   50   B i t   e r r o r   r a t e   3 B i t   1 0 ~ 1 0   8   D e l a y   2 B i t   1 0 m s~ 1 0 0 ms   4       Ou r   ch r o m o s o m s tr u c tu r c o n s is ts   o f   f o u r   g e n e s ,   w it h   d i f f er en s ize.   T h DR   g e n co n tai n s   1 0 0   v alu e s   f r o m   0 Mb p s   to   1 0 0 Mb p s ,   w h ic h   m ea n s   1 0 0   d ec im a l   v al u es  it  ca n   b co d ed   o n   b its .   T h R SS   g e n e   co n tain s   5 0   d ec im al  v al u es,  i t’ s   co d ed   o n   6   b its .   T h B E R   g en h as  8   d e cim al  v alu e s   it  ca n   b c o d ed   o n   4   b its ,   an d   th Dela y   g e n h as  o n l y   4   v al u es i t’ s   co d ed   o n   2   b its   as s h o w n   i n   T ab le  1 .     3 . 2 . 2 .   I nitia liza t io n a nd   f it nes s   m ea s ure   W r an d o m l y   g e n er ated   an   in itial  p o p u latio n   o f   n   ch r o m o s o m es.  E ac h   c h r o m o s o m i s   a   co m b i n atio n   o f   t h f o u r   g e n e s   a n d   it s   co d ed   o n   1 9 b its .   W h a v to   co m p u te  n o w   t h F itn es s   m ea s u r f o r   each   g e n e,   f o llo w ed   b y   th f it n es s   o f   t h c h r o m o s o m W h av to   co m p u te   n o w   t h Fi tn e s s   m ea s u r f o r   ea c h   g en e,   f o llo w ed   b y   t h f it n ess   o f   th c h r o m o s o m e.   T h f it n ess   m ea s u r o f   th g e n ( i)   is   g i v en   b y :     fi { w i   | g i g i d | g i d , | g i g i d | < g i d w i   ,         W s et  th p ar a m eter s   g 1 ,   g 2 ,   g 3   an d   g 4   co r r esp o n d in g   r es p ec tiv el y   to   th D R ,   th R SS ,   th B E R ,   an d   t h e   Dela y .   g i d      is   th r eq u ir ed   Qo p ar a m eter ,   w h ile  w i   r ep r esen ts   th w ei g h p ar a m eter .   T h f itn e s s   v a lu o f   t h e   ch r o m o s o m i s   o b tain ed   b y     F=  f i 4 i = 1                                                   C o n s tr u cti n g     th n e w   g e n er ati o n   u s i n g   g e n etic s   s tep s .     W u s t h R o u lette  W h ee [1 3 ]   s elec tio n   m et h o d ,   f o r   ea ch   ch r o m o s o m e,   w ca lc u late  p r o b ab ilit y   o f     it’ s   s elec tio n   p i ,   th is   p r o b ab ilit y   i s   g i v en   b y :     p i = f i fi 4 i = 1       3 . 2 . 3 .   Cro s s o v er   a nd   m uta t io n   T h aim   o f   cr o s s o v er   p r o ce s s   is   to   ex ch an g ch ar ac ter is ti cs   o f   an y   t w o   ch r o m o s o m es  w it h   ea ch   o th er   to   f o r m   t w o   n e w   c h r o m o s o m e s . T h er ar s ev er al  cr o s s o v er   tech n iq u e s ,   i n   th is   p ap er   w e   ap p lied   th 2 - p o i n cr o s s o v er   p r o ce s s   as  s h o w n   in   F i g u r 1 .   T h Mu tatio n   tec h n iq u e   is   ap p lied   o n   th e   ch i ld   g e n es,   by   alter i n g   b in ar y   b it o f   0   to   1   o r   v ice  v er s a.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Gen etic  a lg o r ith fo r   ve r tica l h a n d o ve r   ( GA fVH )   in   a   h etero g en eo u s   n etw o r ks ( I ma n   Zu b e ir i)   2537       F ig u r e   1 .   T h cr o s s o v er   2 - p o i n t p r o ce s s       3 . 2 . 4 .   T he  s t o pp ing   cr it er ia   T h o p tim u m   s to p p in g   cr iter i is   w h e n   a   b est  s o lu tio n   i s   r e ac h ed ,   in   o u r   ca s t h s to p p in g   cr iter ia  i s   w h e n   w o b tain   th e   b est c h r o m o s o m e.     3 . 3 .   T he  pro po s e v er t ica l ha nd o v er   a lg o rit hm   T h p r o p o s ed   v er tical  h an d o v er   alg o r it h m   is   b ased   o n   G en etic  A l g o r ith m   a s   s h o w n   i n   F i g u r 2 .   T h GA   s elec ts   t h b est   c h r o m o s o m e,   w h ic h   i s   co m p o s ed   f r o m   t h b est  g e n es  ( D R , R S S ,   B E R ,   Dela y ) ,   th is   ch r o m o s o m v alu e s   ar co m p ar ed   w it h   th c u r r en ts   n et w o r k s   v al u e s   w h ic h   ar th cu r r en ( DR ,   R SS ,   B E R   an d   Dela y ) ,   f o r   ea ch   n et w o r k .   I f   th ca lcu lated   v alu i s   less   s i g n i f ica n t h an   th b est   v alu e,   th alg o r it h m   au to m at icall y   d ec id es  to   h an d o f f   f r o m   t h e   cu r r e n n et w o r k ,   if   n o t h h an d o v er   d o es  n o o cc u r .   W ith   t h e   R S S   b ased   m et h o d   th e   UE   m a k es  Han d o v er ,   ea c h   t i m e   t h e   R S o f   n et w o r k   is   b etter   th a n   an o th er ,   e v en   w h e n   th is   R S S   v al u is   n o w o r s t.   T h GA f V u s es  t h b est  v alu e s   o f   t h e   R SS ,   o b tain ed   f r o m   th G A   a s   a   th r es h o ld   an d   co m p ar it  w i th   th m ea s u r ed   v al u e.   E v e n   i f   t h R SS   o f   n et w o r k   b ec o m es   b etter   th an   a n o t h er ,   if   it s   n o t s u p er io r   to   th th r es h o ld   v alu e   t h er is   n o   n ee d   to   m ak h an d o v er   d ec is io n .           Fig u r e   2 Gr ap h ic  i llu s tr atio n   o t h G Af VH   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 5 3 4   -   2540   2538   4.   SI M UL AT I O N   I n   th is   s ec tio n   w ar g o in g   to   ev al u ate  a n d   estab li s h   a   s er ie s   o f   te s ts   i n   o r d er   to   ass es s   t h ac cu r ac y   an d   th e   p er f o r m a n ce   le v el  o f   o u r   p r o p o s ed   alg o r ith m .   T h s ce n ar io   co n s i s t s   o f   h eter o g en eo u s   n e t w o r k   a s   s h o w n   i n   Fi g u r e   3 ,   w h ich   i n teg r ate   s e v er al  n e t w o r k s ,   i n   o u r   s i m u la tio n   w e   u tili ze s   L T E   an d   W iMa x   n et w o r k s .   Fo r   b o th   L T E   an d   W iMa x   n et w o r k s   w u tili ze   OFDM  m o d u latio n ,   f o r   th e   L T E   n et w o r k   t h e   b an d w id t h   is   o f   2 0 Mh z. Fo r   th W iMa x   n et w o r k   t h e   b an d w id th   is   o f   2 5 MH as  s h o w n   i n   T ab le  2 .   T h eNo d eB s   an d   A P s   ar e   d e p lo y ed   s ep ar atel y ,   a n d   u s er s   m o v e s   i n   t h n et w o r k   w it h   d if f er en s p ee d s   t h at   v ar ies  f r o m 3 K m / h   to   1 0 0 Km / h .   T h e   GA f VH  is   i m p le m e n te d   o n   th L T E   eNo d e B .   I g ets   th e   m ea s u r e m en t s   f r o m   th e   Hete r o g e n eo u s   e n v ir o n m e n a n d   r u n   th e   al g o r ith m   to   d ec id w h en   to   h an d o f f .   T h u s ed   Ke y   P er f o r m a n ce   I n d icato r   is : T h o cc u r r ed   n u m b er   o f   h an d o v er s .           F ig u r e   3 .   5 h eter o g en eo u s   n et w o r k   s ce n ar io       T ab le   2 .   T h h eter o g en eo u s   n et w o r k   p ar a m e ter s   N e t w o r k   M o d u l a t i o n   F r e q u e n c y   N u mb e r   o f   M S   M S   s p e e d   LTE   O F D M   2 0 M H z   1 0 ~ 2 0 ~ 3 0   1 0 k m / h ~ 5 0 k m / h   W i max   O F D M   2 5 M H z   1 0 ~ 2 0 ~ 3 0   1 0 k m / h ~ 5 0 k m / h       I n   f ir s s tep   w s i m u late  v er tical  h an d o v er   w it h   th R SS   b ased   m et h o d .   T h is   ap p r o ac h   co m p u tes   th R SS   o f   th W iMa x   A cc e s s   P o in an d   t h R SS   o f   L T E   eNo d eB s ,   as  s h o w n   i n   t h F ig u r 4 .   Fin all y   it   co m p ar es t h o b tain ed   v al u e s .   W h en   th e   R SS   o f   W iMa x   is   b ett er   th a n   th e   R SS   o f   L T E ,   th UE   s w itc h es   to   W iMa x   n et w o r k .   T h en   w h e n   th R SS   o f   th e   L T E   n et w o r k   b ec o m e s   b etter   th U E   s w itch   to   it.   T h UE   is   co n n ec ted   to   th L T E   eNo d eB .   I n   F ig u r 4 ,   at  t h e   t i m es   t=4 0 s ,   th R S o f   W iM ax   b ec o m es  s u p er io r   to   th R SS   o f   L T E ,   w h at   d r iv es  th UE   to   s w itc h es  to   th W iMa x   n et w o r k .   T h en   in   t=5 0 s ,   th R SS   o f   t h e   W iMa x   n et w o r k   b ec o m e s   lo w er   t h an   t h L T E   R SS   w h i ch   d r iv es  th UE   to   s w itc h   to   th L T E   n et w o r k .   I n   t=6 0 s   t h R SS   o f   W iMa x   b ec o m e s   s u p er io r ,   th e   UE   h as   to   m a k es  t h ir d   h a n d o v er   to   th W iMa x   Net w o r k .   A n o t h er   Han d o v er   at  t=7 0 s   w h e n   th R S S in   L T E   b ec o m e s   s u p er io r   an d   s o   th UE   h a s   t o   m a k f o u r t h   h a n d o v er   to   t h e   W iMa x   n et w o r k .   W ith   t h R S b ased   m et h o d   th e   UE   m a k es   Ha n d o v er ,   ea ch   ti m t h R S o f   a   n et w o r k   is   b etter   t h a n   an o th er ,   ev e n   w h e n   th i s   R S v alu i s   n o w o r s t.   T h GA f V alg o r ith m   co m p u te s   b est  v alu o f   R SS   r el y in g   o n   th g en e tic  al g o r ith m .   T h is   v alu is   co n s id er ed   as  a   th r es h o ld .   T h en   it  ca lcu la tes  t h R SS   at  b o th   W iMa x   an d   L T E   n et w o r k s ,   th e s v al u es  ar co m p ar ed   w ith   t h t h r es h o ld .   First  th UE   is   co n n ec ted   to   th L T E   eNo d eB ,   in   F ig u r 5 ,   w h en   t h R SS   o f   th W iMa x   s y s te m   b ec o m e s   b etter   th a n   t h e   ca lcu lated   th r es h o ld   th e   UE   m o v es   to   t h W iMa x   s y s te m .    Seco n d ,   w h e n   t h R S S   o f   t h W iMa x   s y s te m   b ec o m es   w o r s t h a n   t h th r es h o ld   th UE   m o v es  t h L T E   s y s te m .   T h GAf V alg o r ith m   p r o v id es  co n s id er ab le  g ain ,   it   r ed u ce s   th e   n u m b er   o f   u n n ec es s ar y   h a n d o v er s   an d   o p ti m ize s   t h s y s te m   p er f o r m a n ce .   B y   u s i n g   VH  al g o r ith m   b a s e d   o n   R SS   m ea s u r e m en t s ,   if   we  ar n ea r   to   an   A P ,   f o r   ex a m p le,   th UE   is   au to m atica l l y   co n n ec ted   to   th is   n et w o r k   i f   th e   W ir eless   i n ter f ac is   ac ti v ated ,   ev e n   w h en   t h is   n et w o r k   h a s   n o   in ter n et  co n n ec tio n .   I n   t h is   ca s e   u s i n g   o n l y   t h R SS   p ar am eter   to   m a k h a n d o v er   d ec is io n   is   n o t   ef f icien t.   No tin g   t h at,   t h G Af VH  alg o r is m   is   b ased   o n   m u lt i p les cr iter ia  w h ich   ar m e n tio n ed   p r ev io u s l y ,   th e   h an d o v er   d ec is io n   w ill b b as ed   o n   m u l tip le  p ar a m eter s .   Fir s w ar g o in g   to   ev al u ate  VH  b ased   o n   th D R   p ar am eter .   W ca lc u late  th th r o u g h p u o f   b o th   t h L T E   an d   th W iMa x   n et w o r k s ,   in   ca s o f   a   lo w   n u m b er   o f   u s er   p er   ce ll   th t h r o u g h p u o f   th W iMa x   n et w o r k   i s   b etter ,   s o   th UE   is   a u to m atica ll y   co n n ec ted   to   th e   W iMa x   n et w o r k   a s   s h o w n   i n   F ig u r 6   I f   th e   n u m b er   o f   t h e   co n n ec ted   u s er s   i n cr ea s es   in   th e   W iMa x   s y s te m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Gen etic  a lg o r ith fo r   ve r tica l h a n d o ve r   ( GA fVH )   in   a   h etero g en eo u s   n etw o r ks ( I ma n   Zu b e ir i)   2539   th UE   s w i tch e s   t o   th L T E   n et w o r k   as  s h o w n   i n   F i g u r 7 .   I n   th ir d   s te p ,   th s i m u la tio n s   ar b ased   o n   th B E R   ca lcu latio n s .   T h UE   is   co n n ec ted   to   th W iMa x   Net w o r k ,   w h e n   th B E R   o f   th L T E   n et w o r k   b ec o m e s   b etter   th an   t h e   b est   B E R ,   th UE   h an d o f f   f r o m   th W iMa x   n et w o r k   a n d   co n n ec t s   to   th L T E   n et w o r k   as   s h o w n   in   F ig u r 8 .   I n   Fi g u r 9   w ill u s tr ate  t h p er f o r m a n ce   o f   t h R SS   b ased   m e th o d   alo n g   w it h   t h GAf VH   alg o r ith m ,   i n   ter m   o f   t h e   o cc u r r ed   h an d o v er   n u m b er .   T h G Af VH  a lg o r it h m   ten d s   to   m in i m ize  t h h an d o v er   n u m b er .   Ho w e v e r   o u r   al g o r i th m   m a k es  t w o   h a n d o v er s   i n s tead   o f   f o u r .   T h G Af V H   alg o r it h m   te n d s   to   m i n i m ize  t h h a n d o v er   n u m b e r .   Ho w ev er   o u r   al g o r ith m   m a k es  t w o   h an d o v er s   i n s tead   o f   f o u r .   Mo r eo v er ,   th e   n et w o r k   s e lectio n   p r o ce s s   ca n   d if f er   f r o m   an   ap p licatio n   to   an o th er .           Fig u r e   4.   VH  u s i n g   t h R SS   b ased   m et h o d       Fig u r e   5.   VH  u s i n g   t h G Af V H   a lg o r ith m           Fig u r e    6 .   T h U E   h an d o v er   u s in g   G Af VH   b ased   th r o u g h p u t           Fig u r 7 .   T h U E   h an d o v er   u s in g   G A f VH   b ased   th r o u g h p u t   ca lcu latio n   ( ca s o a   h i g h   n u m b er   o f   u s er s )           Fig u r e   8 .   T h UE   h an d o f f   u s i n g   t h p r o p o s ed   v er tical  h an d o v er   ( b er   ca s e)           Fig u r e   9 .   T h n u m b er   o t h o cc u r r ed   h an d o v er s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  9 ,   No .   4 A u g u s t 2 0 1 9   :   2 5 3 4   -   2540   2540   5.   CO NCLU SI O N   Ou r   p r o p o s ed   alg o r ith m   is   g i v in g   b etter   an d   m o r ac cu r at e   r esu lts   r ea d in g s ,   d u to   th e   s i m p li f ied   an d   o p tim ized   s elec tio n   cr iter ia  p r o ce s s .   Fu r th er   m o r in   t h ca s o f   th ap p licatio n s   u s ag t h alg o r ith m   s h o w s   s ig n i f ica n an d   p o s itiv r esu lt s ,   w h ic h   w ill  also   en h a n ce   th p er f o r m a n ce   an d   r eliab ilit y   s tats   o f   th is   ap p licatio n .       RE F E R E NC E S   [1 ]   K.  A h u ja,  e a l. ,   Ne t w o rk   S e lec ti o n   Ba se d   o n   W e ig h Esti m a ti o n   o f   Qo S   P a ra m e ters   in   He tero g e n e o u W irele ss   M u lt im e d ia  Ne t w o rk s,”   In ter n a ti o n a J o u rn a o W ire les Per so n a Co mm u n ica ti o n s v ol /i ss u e 77 ( 4 ) ,   p p .   3 0 2 7 - 3 0 4 0 ,   2 0 1 4 .   [2 ]   Q.  N V u o n g ,   e a l. ,   M u lt i - Crit e ria  Op ti m iza ti o n   o f   A c c e ss   S e l e c ti o n   t o   Im p ro v e   th e   Qu a li ty   o Ex p e rien c e   i n   He tero g e n e o u W irele s A c c e s Ne t w o rk s,   IEE T ra n sa c ti o n so Veh icu la T e c h n o l o g y ,   v ol /i ss u e :   62 ( 4 ) ,   p p .   1 7 8 5 - 1 8 0 0 ,   2 0 1 2 .   [3 ]   V .   A .   Na ra y a n a n ,   e a l. ,   A n   In telli g e n V e rti c a Ha n d o v e De c isio n   A lg o rit h m   f o W irel e ss   He tero g e n e o u Ne tw o rk s,”   Ame ric a n   J o u rn a o Ap p li e d   S c ie n c e s v ol /i ss u e :   11 ( 5 ) ,   p p .   7 3 2 - 7 3 9 ,   2 0 1 4 .   [4 ]   R.   V e rm a   a n d   N.  P .   S i n g h ,   G R A   Ba se d   Ne t w o rk   S e lec ti o n   in   H e tero g e n e o u W irele ss   Ne t w o rk s,”   In ter n a ti o n a l   Jo u rn a o W ire les s P e rs o n a C o mm u n ica ti o n s v ol /i ss u e :   75 ( 2 ) ,   p p .   1 4 3 7 - 1 4 5 2 ,   2 0 1 3 .   [5 ]   I .   Ch a m o d ra k a s   a n d   D.  M a rtak o s,   A   u ti li ty - b a s e d   f u z z y   T OP S IS   m e th o d   f o e n e rg y   e ff icie n n e two rk   se lec ti o n   in   h e tero g e n e o u s w irele ss   n e tw o rk ,   Ap p li e d   S o f Co m p u ti n g v o l.   1 2 ,   p p .   1 9 2 9 - 1 9 3 8 .   [6 ]   H.   P e rv a iz   a n d   J.   Big h a m ,   Ga m e   th e o re ti c a f o rm u latio n   o f   n e tw o rk   se lec ti o n   in   c o m p e ti n g   w irele ss   n e tw o rk s:  A n   a n a ly ti c a h iera rc h y   p ro c e ss   m o d e l , ”  T h e   T h ird   i n ter n a t io n a c o n f e re n c e   o n   n e x g e n e ra ti o n   mo b i l e   a p p li c a ti o n s,   se rv ice s a n d   tec h n o lo g ies .   [7 ]   B.   L iu ,   e a l. ,   A HP   a n d   G a m e   T h e o r y   b a s e d   A p p ro a c h   f o Ne tw o rk   S e lec ti o n   in   H e tero g e n e o u W irele ss   Ne tw o rk s,   IEE Co n su me Co mm u n ica ti o n a n d   Ne two rk in g   Co n fer e n c e   ( CCNC) ,   L a V e g a s ,   Ne v a d a ,   US A ,   pp.   5 0 1 - 506 ,   2 0 1 4 .   [8 ]   M .   L a h b y   a n d   A .   A d ib ,   Ne two rk   se lec ti o n   m e c h a n is m   b y   u si n g   M A HP / G R f o h e tero g e n e o u n e tw o rk s ,   6 th   J o in t   IFI W ire les s a n d   M o b i le Netwo rk in g   C o n fer e n c e   ( W M N C) ,   Du b a i,   UA E,   p p .   1 - 6 ,   2 0 1 3 .   [9 ]   M .   L a h b y ,   e a l. ,   A   No v e Ra n k in g   A lg o rit h m   B a se d   Ne t w o rk   S e lec ti o n   F o r   He ter o g e n e o u W i re les A c c e ss ,   J o u rn a o n e tw o rk s ,   v ol /i ss u e :   8 ( 2 ) ,   p p .   2 6 3 - 2 7 2 ,   2 0 1 3 .   [1 0 ]   G .   W e i ,   G re y   r e latio n a a n a ly sis   m o d e f o d y n a m ic  h y b rid   m u l ti p le  a tt rib u te  d e c isio n   m a k in g , ”  El se v ier ,   J o u rn a l   o Kn o wled g e - Ba se d   S y ste ms ,   v o l .   24 ,   p p .   6 7 2 6 7 9 2 0 1 1 .   [1 1 ]   A .   G h a rsa ll a h ,   e a l. ,   Ne tw o rk   S e lec ti o n   in   He tero g e n e o u W irele ss   S y ste m   En v iro n m e n ts , ”  J o u rn a o Ne tw o rk s ,   v o l/ issu e :   10 ( 12 ) ,   2 0 1 5 .   [1 2 ]   C .   Re e v e s   a n d   Ro w e ,   Ge n e ti c   A lg o rit h m s:  P rin c ip les   a n d   P e rsp e c ti v e A   G u id e   to   GA   T h e o r y ,”   AA   Do rd re c h t ,   Klu w e A c a d e m ic   P u b li sh e rs,  2 0 0 3 .   [1 3 ]   P .   N.  T ra n   a n d   N.  Bo u k h a tem ,   Co m p a riso n   o f   M AD M   d e c isio n   a lg o rit h m f o in terf a c e   se lec ti o n   i n   h e tero g e n e o u w irele ss   n e t w o rk s , ”  16 th   In ter n a ti o n a C o n fer e n c e   o n   S o ft wa re ,   T e lec o mm u n ica t io n a n d   Co mp u ter   Ne two rk s ( S o ft COM ) ,   p p .   1 1 9 - 1 2 4 ,   2 0 0 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.