Quyết định chuyển giao dựa trên nhiều thuộc tính trong mạng không dây không thuần nhất

Đỗ Phương Nhung, Trần Đình Quế
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
Số 2 (CS.01) 2016 59
QUYẾT ĐỊNH CHUYỂN GIAO DỰA TRêN NHIỀU THUỘC TÍNH 
TRONG MẠNG kHÔNG DÂY kHÔNG THUẦN NHẤT
Đỗ Phương Nhung1, Trần Đình Quế2 
1Khoa Kỹ thuật viễn thông, Trường Cao đẳng Điện tử - Điện lạnh Hà Nội 
2Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Tóm tắt: Bài báo trình bày việc sử dụng phương 
pháp đưa ra quyết định chuyển giao dựa trên nhiều 
thuộc tính để phân tích và đánh giá kết quả lựa chọn 
mạng tối ưu cho quá trình quyết định chuyển giao 
trong mạng không dây không thuần nhất. Bài báo 
đã kết hợp phương pháp mờ FAHP để xác định bộ 
trọng số cho các tiêu chí và phương pháp TOPSIS 
để đưa ra quyết định lựa chọn mạng. Mô hình có 
sử dụng hiệu quả năng lượng để so sánh với các mô 
hình khác chỉ dựa trên các tiêu chí cơ bản về QoS, 
bảo mật và chi phí trong quyết định chuyển giao.
Kết quả tính toán đã chỉ ra rằng với cùng một bộ 
tham số, khi xem xét thêm tiêu chí tiết kiệm năng 
lượng sẽ cho kết quả chọn mạng truy nhập tốt hơn.
Từ khóa: quyết định chuyển giao, mạng không dây 
không thuần nhất, QoS, tiết kiệm năng lượng.1
I. MỞ ĐẦU
Các mạng không dây hiện tại rất đa dạng và phong 
phú với nhiều chuẩn cũng như kiến trúc mạng khác 
nhau [1-9]. Khái niệm mạng không dây không 
thuần nhất xuất hiện và ngày càng có ảnh hưởng 
mạnh mẽ trong môi trường các hệ thống thông tin 
di động thế hệ mới. Mạng không dây không thuần 
nhất được hiểu là hệ thống mạng gồm nhiều kiến 
trúc, nhiều giải pháp truyền dẫn, công suất và dung 
lượng của các trạm cơ sở khác nhau, ví dụ như 
UMTS, WLAN, WIFI... Như vậy, các mạng này 
sử dụng các công nghệ truy cập vô tuyến (RAN: 
Random Access Network) khác nhau nhằm mục 
đích cải thiện các trải nghiệm, yêu cầu của người 
dùng, giảm tắc nghẽn trong các mạng truy nhập 
Tác giả liên hệ: Đỗ Phương Nhung 
email: dophuongnhung@gmail.com
Đến tòa soạn: 23/7/2016, chỉnh sửa: 30/8/2016, chấp nhận đăng: 
03/9/2016. 
vô tuyến và mạng lõi. Ví dụ, một cấu trúc mạng 
không thuần nhất tiên tiến [1] như 5G, 6G... có 
kiến trúc mạng như Hình 1.
Điều đặc biệt quan trọng trong mạng không dây 
không thuần nhất là sử dụng chung một nền tảng cơ 
sở là giao thức IP nên tạo ra được các định tuyến IP 
thông minh và hiệu quả cân bằng tải cao hơn. Hơn 
nữa, không giới hạn trong việc tập hợp tài nguyên 
vô tuyến trong các mạng khác nhau, nó còn hiệu 
quả trong việc dỡ tải, chọn tải hoặc là sử dụng số 
lượng lớn các chuyển mạch gói giữa các nút. Thông 
thường, các giao diện vô tuyến khác nhau được hội 
tụ để sử dụng các loại thiết bị người dùng và mạng 
truy nhập vô tuyến (RAN) khác nhau. Điều này dẫn 
đến các khuôn dạng là đa vô tuyến và việc quản lý 
các chuyển giao là rất phức tạp. Nhiều vấn đề lớn 
trong mạng này ngày nay vẫn chưa được giải quyết 
triệt để như: Xác định công suất lý thuyết của mạng, 
khả năng tương tác của các công nghệ, quyết định 
chuyển giao, tính di động, chất lượng dịch vụ (QoS) 
và chất lượng trải nghiệm (QoE), sự giao thoa giữa 
các công nghệ truy cập vô tuyến...
Hình 1. Kiến trúc mạng 5G
QUYẾT ĐỊNH CHUYỂN GIAO DỰA TRÊN NHIỀU THUỘC TÍNH TRONG MẠNG KHÔNG DÂY...
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG60 Số 2 (CS.01) 2016
Quá trình chuyển giao trong mạng không thuần 
nhất thường được chia làm ba pha sau đây:
- Tìm mạng (Network Discovery): tập trung 
thu thập các số đo thông tin về các mạng mục 
tiêu mà thiết bị di động có thể chuyển tới như: 
cường độ tín hiệu nhận được, chất lượng dịch 
vụ QoS, bảo mật, công suất, cường độ pin...
- Quyết định chuyển giao (Handover Decision): 
căn cứ vào các tiêu chí lựa chọn để chọn ra một 
mạng mục tiêu tốt nhất đáp ứng được các yêu 
cầu cho việc thực hiện chuyển giao.
- Thực thi chuyển giao (Handover Execution): 
thiết lập các truy cập thực sự đến mạng mục 
tiêu đã chọn như xác thực, ủy quyền, chuyển 
giao thông tin ngữ cảnh người dùng và chấm 
dứt liên lạc với mạng cũ để chuyển sang mạng 
mới. Tức là thực hiện quá trình tái định tuyến 
để đảm bảo kết nối thông suốt, liền mạch. 
Trong đó, vấn đề quan trọng nhất là việc quyết định 
chuyển giao nhằm tối ưu hóa các quyết định lựa 
chọn của người sử dụng sao cho đạt được các tiêu 
chí mong muốn đã đặt ra. Việc đưa ra quyết định 
chuyển giao có thể kết hợp nhiều thông số tĩnh 
cũng như động để xem xét và điều này sẽ làm cho 
thời gian thực hiện chuyển giao và độ phức tạp của 
thuật toán có thể gia tăng. Một số nhóm thông số 
[2-15] được quan tâm trong quá trình đưa ra quyết 
định chuyển giao: 
- Các thông số liên quan bên trong mạng: băng 
thông, độ trễ, cường độ tín hiệu nhận được, chi 
phí, bảo mật...
- Các thông số có liên quan tới thiết bị đầu cuối: 
vận tốc di chuyển, năng lượng nguồn pin, 
thông tin về vị trí địa lý...
- Các thông số có liên quan đến người dùng: 
thông tin cá nhân, sở thích...
- Các thông số có liên quan đến dịch vụ: năng 
lực dịch vụ, chất lượng QoS...
Cho đến nay, có nhiều nghiên cứu đề xuất các 
phương pháp quyết định chuyển giao ([2-9], [11-
14]). Một số kỹ thuật quyết định chuyển giao dựa 
vào nhiều tiêu chí [2-5] là phương pháp SAW 
(Simple Additive Weighting), TOPSIS (Technique 
for Order Preference by Simplariry to Ideal 
Solution) và AHP (Analytical Hierarchy Process).
Một số kỹ thuật [6-7] nhằm kết hợp các tiêu chí 
cơ bản và lịch sử sử dụng của người dùng để đưa 
ra quyết định chuyển giao dựa trên phương pháp 
FAHP (Fuzzy Analytical Hierarchy Process) và 
TOPSIS. Một số nghiên cứu [9] xem xét áp dụng 
phương pháp TOPSIS để so sánh quyết định 
chuyển giao giữa hai mạng WiMAX và WiFi. Một 
số nghiên cứu [12] [15] xem xét tham số tiết kiệm 
năng lượng trong quá trình quyết định chuyển giao.
Mục đích của bài báo này là xây dựng thuật toán 
quyết định chuyển giao dựa trên đa tiêu chí nhằm 
chỉ ra cho người dùng quyết định lựa chọn được 
mạng tối ưu. Để đáp ứng được mục tiêu này, trước 
hết là chúng tôi sử dụng kỹ thuật mờ FAHP để 
xác định bộ trọng số cho các tiêu chí và sau đó, 
dùng phương pháp TOPSIS để đưa ra quyết định 
lựa chọn mạng. Các tác giả trong [10] cũng đã đề 
xuất phương pháp ra quyết định dựa trên tiêu chí 
độ trễ và suy hao đường truyền nhưng tham số suy 
hao đường truyền mang tính khách quan cao, khiến 
cho người dùng khó chủ động đánh giá được khi 
tiền hành chọn mạng. Một mô hình mới có tính 
thực tế cao là kết hợp sử dụng hiệu quả năng lượng 
trong quá trình quyết định chuyển giao sẽ được so 
sánh với mô hình khác trên cơ sở tính toán với các 
tiêu chí cơ bản về QoS, bảo mật và chi phí. Kết 
quả tính toán chỉ ra rằng nếu cùng một bộ tham 
số, khi xem xét thêm tiêu chí tiết kiệm năng lượng 
sẽ cho kết quả chọn mạng truy nhập tốt hơn. Phần 
còn lại của bài báo được cấu trúc như sau: Mục II 
giới thiệu hai phương pháp ra quyết định dựa trên 
nhiều thuộc tính; Mục III mô tả mô hình quyết định 
chuyển giao và mục IV là kết quả tính toán và đánh 
giá. Kết luận được trình bày trong Mục V.
II. CÁC THUẬT TOÁN RA QUYẾT ĐỊNH DỰA 
TRÊN NHIỀU THUỘC TÍNH
Trong thực tế, việc thực hiện quyết định chuyển 
giao phụ thuộc rất nhiều yếu tố. Việc sử dụng nhiều 
tiêu chí để quyết định lựa chọn mạng đã trở thành 
yêu cầu quan trọng hiện nay. Trong công trình này, 
chúng tôi sử dụng phương pháp quyết định dựa 
Đỗ Phương Nhung, Trần Đình Quế
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
Số 2 (CS.01) 2016 61
trên nhiều thuộc tính [6]. Giả sử có m tiêu chí {C1, 
C
2
, ..., C
m
} và n cách lựa chọn khác nhau{A1, A2, 
..., A
n
}. Gọi {w1, w2,...,wm} là bộ trọng số phản ánh 
tầm quan trọng của các tiêu chí. Khi đó, ta có ma 
trận sau: 
Hình 2. Ma trận quyết định
Trong đó, mỗi hàng tương ứng với n khả năng lựa 
chọn cho một tiêu chí Ci nhất định; Mỗi cột thể 
hiện m tiêu chí đánh giá và mỗi điểm aij mô tả 
hiệu suất của khả năng khác nhau Aj cho tiêu chí 
Ci. Giá trị của điểm aij càng lớn thì thể hiện hiệu 
suất càng tốt. Các giá trị trọng số {w1, w2,..., wm} 
phản ánh tầm quan trọng tương đối của tiêu chí Ci 
đến quyết định. Các giá trị {x1, x2,..., xn} thể hiện 
thứ hạng của các khả năng thay thế, nghĩa là thứ 
hạng cao hơn thì thể hiện hiệu suất của phương án 
thay thế đó là tốt hơn [6]. Có nhiều phương pháp 
ra quyết định dựa trên đa tiêu chí, chúng tôi lựa 
chọn hai phương pháp là FAHP (Fuzzy AHP) và 
TOPSIS vì chúng đã được sử dụng phổ biến cho 
nhiều bài toán quyết định [7]. Phương pháp FAHP 
này có những ưu điểm như có tính ổn định, dễ minh 
họa sự thay đổi của các cấp ưu tiên, dễ bổ sung 
thêm các chỉ tiêu đánh giá và cung cấp kết quả tốt 
để đánh giá các thông số hiệu suất tiêu chuẩn của 
các nhà cung cấp. Tuy nhiên, nó cũng có nhược 
điểm là việc chọn mức độ của các tiêu chí phần lớn 
phụ thuộc vào kinh nghiệm chủ quan của người ra 
quyết định và chưa đánh giá được những rủi ro, 
bất trắc có thể xảy ra. Ưu điểm của phương pháp 
TOPSIS là có một quá trình đơn giản, rất dễ dàng 
để sử dụng và lập trình; Số lượng các bước không 
đổi khi thay đổi số lượng thuộc tính. Nhược điểm 
chính là chưa xem xét mối tương quan của các 
thuộc tính. Khi kết hợp hai phương pháp này, sẽ 
cho kết quả xếp hạng các mạng lựa chọn một cách 
chính xác, có kết quả đánh giá thứ hạng cách biệt 
rõ rệt, thuận tiện trong việc đưa ra quyết định cuối 
cùng. Hai kỹ thuật FAHP và TOPSIS sẽ được trình 
bày dưới đây.
A. Phương pháp FAHP
FAHP sử dụng lý thuyết tập mờ để tiến hành so 
sánh theo các cặp giá trị với tập xác định là các mức 
0 (không), 1 (có) và các giá trị nằm trong khoảng từ 
0 đến 1 nhằm thể hiện mức độ quan trọng của lựa 
chọn các quyết định. Các bước thực hiện như sau: 
Bước 1: Cấu trúc phân cấp quyết định
Mục tiêu tổng quát được đặt ở cấp trên cùng của 
hệ thống phân cấp, mức độ tiếp theo là các yếu tố 
quyết định và cấp thấp nhất là khả năng lựa chọn.
Bước 2: Tạo ma trận các cặp so sánh
Cấu trúc ma trận được xác định như sau: 
11 1
1
n
n nn
a a
A
a a
 
 =  
  

  

Trong đó, a
ii
 = 0,5; a
ii
 + a
jj
 = 1 với {i, j} = {1, 2, ..., n} 
và mỗi bộ so sánh tại một mức độ nhất định đòi hỏi 
n(n ‒ 1)/2 yêu cầu. Các mức độ a
ij
 được thể hiện 
theo tỷ lệ Saaty [10] trong Bảng I sau: 
Bảng I. Các mức độ theo tỷ lệ Saaty
Tỷ lệ Saaty Mức độ
0,5 Quan trọng như nhau
0,55 Ít quan trọng
0,65 Quan trọng 
0,75 Rất quan trọng
0,85 Cực kỳ quan trọng
0,95 Vô cùng quan trọng
Bước 3: Tính toán trọng số cho mỗi tiêu chí
Trọng số của yếu tố quyết định i là W
i
 1 1
n
ij
W
=
 = 
 ∑ 
được tính bằng công thức sau: 
1
1
1
i
n
j
ij
b
n
a=
=
 
−  
 
∑
(1)
1
i
i n
ij
b
W
b
=
=
∑
(2)
Bước 4: Tính toán tỷ lệ gắn kết CR (coherence ratio)
QUYẾT ĐỊNH CHUYỂN GIAO DỰA TRÊN NHIỀU THUỘC TÍNH TRONG MẠNG KHÔNG DÂY...
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG62 Số 2 (CS.01) 2016
CICR
RI
=
 (3)
Trong đó 
( )
1
.
.
1
n i
i
i
AW
n w
CI
n
=
=
−
∑
 và RI (Random Index) 
là các giá trị ngẫu nhiên, được cho bởi Bảng II: 
Bảng II. Bảng giá trị ngẫu nhiên
Tiêu 
chí 3 4 5 6 7 8 9 10
RI 0.58 0.9 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49
B. Phương pháp TOPSIS
TOPSIS [6] là một phương pháp tính khoảng cách 
của các giải pháp khác nhauso với giải pháp lý 
tưởng.Bản chất của cách tính này là xác định trọng 
số cho từng tiêu chí, tính điểm cho các tiêu chí sao 
cho điểm số tốt nhất là tiêu chí được chọn gần nhất 
với khoảng cách lý tưởng và xa nhất với khoảng 
cách tồi tệ. Nó bao gồm các bước sau đây:
Bước 1: Xây dựng ma trận quyết định
Giả sử xét n mạng, mỗi mạng có m tiêu chí. Bộ 
trọng số tương ứng được tính theo phương pháp 
FAHP đã thực hiện trong Mục II.A và được cho 
trong Bảng III
Bảng III. Bảng trọng số
Tiêu chí 1 Tiêu chí 2 ... Tiêu chí m
Trọng số w1 w2 ... w3
Mạng 1 d11 d12 ... d1m
Mạng 2 d21 d22  d2m
. . . 
. . . 
. . .  
. . . 
Mạng n dn1 d2n ... dnm
Trong đó, d
ij
 là sự lựa chọn A
i
 khác nhau đối với 
các tiêu chí C
j
, với i =1, 2, ..., n và j= 1, 2,..., m.
Bước 2: Xây dựng ma trận quyết định chuẩn 
(Normalised matrix)
11 1
1
m
n nm
r r
R
r r
 
 =  
  

  
 ; 
Trong đó, 
2
1
ij
ij m
iji
d
r
d
=
=
∑
 (4)
Bước 3: Xây dựng ma trận quyết định chuẩn hóa 
có trọng số (Weighted normalised Decision matrix)
11 1
1
m
n nm
v v
V
v v
 
 =  
  

  

;
Trong đó, .ij i ijv w r= và 1 1
n
ii
w
=
=∑ 
Bước 4: Xác định các tiêu chí lý tưởng A* và 
tiêu chí tồi tệ A‒. Đầu tiên, cần xác định các tiêu 
chí: Tiêu chí mong muốn (desirable criteria): 
{ }* max , 1,2,...i ijv v j m= = và tiêu chí không mong 
muốn (undesirable criteria) { }min , 1,2,...i ijv v j m− = =
. Từ đó, ta tính được tập các tiêu chí lý tưởng là 
* * * *
1 2, ,..., mA v v v =  
 và tập các tiêu chí tồi tệ là 
1 2, ,..., mA v v v
− − − − =  
.
Bước 5: Tính toán khoảng cách
( )2* *1
m
i i ijj
S v v
=
= −∑ với j = 1, 2, ..., m (5)
( )21
m
i i ijj
S v v− −
=
= −∑ với j = 1, 2, ..., m (6)
Bước 6: Đánh giá xếp hạng
*
*
*
i
i
i i
s
c
s s−
=
+
 (7)
Hệ thống nào có chỉ số này càng lớn thì được đánh 
giá có chất lượng càng tốt và được khuyên nên lựa 
chọn và ngược lại.
III. MÔ HÌNH QUYẾT ĐỊNH CHUYỂN GIAO
A. Các tham số trong quyết định chuyển giao
Việc ra quyết định lựa chọn mạng để thực hiên 
quyết định chuyển giao từ danh sách các mạng mục 
tiêu phần lớn được đánh giá từ phía người dùng, 
vì vậy các tiêu chí xem xét cần được đánh giá bởi 
các tiêu chí cơ bản, phổ biến, dễ hiểu và có thể đo 
lường được từ phía người dùng. Thông thường các 
Đỗ Phương Nhung, Trần Đình Quế
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
Số 2 (CS.01) 2016 63
quyết định chuyển giao đều liên quan đến nhiều 
thuộc tính yêu cầu khác nhau, các thuộc tính đánh 
giá chủ yếu thường được chia làm ba nhóm: Chất 
lượng dịch vụ (QoS: Quality of Service), Bảo mật 
(Security) và Chi phí (Cost). Trong bài báo này, 
chúng tôi tập trung vào xem xét bốn đặc trưng QoS: 
Băng thông B (Available Bandwidth); Độ trễ gói 
tin D (Packet Delay); Độ trễ biến thiên J (Packet 
Jitter); Tỷ lệ mất gói L (Packet Loss). Ngoài ra, để 
đánh giá tính hiệu quả của quyết định chuyển giao, 
chúng tôi sử dụng thêm một tiêu chí là tiết kiệm 
năng lượng E (Energy Efficience). 
Chất lượng dịch vụ QoS: Đây là tiêu chí hàng đầu 
dùng để so sánh các mạng nhằm chọn ra hệ thống 
mạng đáp ứng tốt nhất các yêu cầu cụ thể của người 
sử dụng. Các tiêu chí cụ thể là: 
- Băng thông B: Đánh giá độ rộng của một 
khoảng tần số. Băng thông càng rộng càng 
tốt, nếu băng thông nhỏ hơn thì xác suất cuộc 
gọi bị rớt (Call Dropping) hoặc bị chặn (Call 
Blocking) lại là rất cao.
- Độ trễ gói tin D: Được xác định là khoảng 
thời gian từ lúc gói tin được gửi cho đến lúc 
nó được nhận. Độ trễ thường phụ thuộc vào 
quãng đường di chuyển từ nguồn đến đích và 
thời gian xử lý tại các nút mà nó đi qua.
- Độ trễ biến thiên J: thể hiện độ trễ của gói tin 
biến thiên theo thời gian, nó xảy ra khi một 
hệ thống không có trạng thái xác định. Ví dụ, 
cùng một quãng đường, nhưng những gói tin 
kích thước lớn sẽ di chuyển chậm hơn những 
gói tin có kích thước nhỏ...
- Tỷ lệ mất gói L: xảy ra khi có một hoặc một 
số gói tin không đến được đích như dự kiến, 
nó thường xảy ra khi mạng tắc nghẽn. Trong 
nhiều dịch vụ đa phương tiện hay ứng dụng trò 
chơi thì nó có thể gây ảnh hưởng xấu đến trải 
nghiệm người dùng. 
Bảo mật S: là công tác phòng chống truy cập trái 
phép hoặc gây thiệt hại cho máy tính sử dụng 
mạng không dây. Nhiều máy tính có card không 
dây được cài đặt sẵn, cung cấp khả năng để truy 
nhập vào một mạng di động đem lại nhiều lợi ích. 
Tuy nhiên, một thiết bị di động được tích hợp nhiều 
giao diện vô tuyến thì cũng sẽ khiến cho hacker dễ 
dàng đột nhập vào, thậm chí sử dụng công nghệ 
không dây để hack vào mạng có dây hay sử dụng 
trái phép các tài nguyên quan trọng. Bởi vậy, bảo 
mật S là một tiêu chí quan trọng và liên tục được 
cập nhật, nâng cấp. 
Chi phí C: là tiêu chí phản ánh chi phí riêng rẽ 
của mỗi mạng. Tùy thuộc vào khả năng và nhu cầu 
của người dùng khác nhau, họ có thể lựa chọn các 
mạng có chi phí thích hợp nhất. 
Tiết kiệm năng lượng E: việc giảm tiêu thụ năng 
lượng trong các mạng băng rộng và các mạng tiên 
tiến tích hợp đã được nhiều quan tâm nghiên cứu 
gần đây [13]. Đặc biệt, trong các mạng tích hợp thế 
hệ mới, cung cấp nhiều dịch vụ đa dạng và phong 
phú, tốc độ cao thì việc lựa chọn những hệ thống 
có khả năng tiết kiệm năng lượng thực sự là tiêu chí 
được mong đợi và quan tâm rất lớn. Trong bài báo 
này, tham số tiết kiệm năng lượng E sẽ được tích 
hợp với các thuộc tính khác để xem xét so sánh về 
hiệu quả của quyết định chuyển giao.
B. Mô hình hệ thống
Xét mô hình mạng tích hợp gồm ba mạng thành 
viên UMTS, WiMAX và WLAN.Các mạng này 
được xem là các mạng điển hình, được sử dụng 
nhiều. Đồng thời nó cũng là hệ thống mạng mà các 
thế hệ tương lai như 5G, 6G cũng được dự báo là 
các thành phần chính của hệ thống (hình 3). 
Hình 3. Mô hình mạng tích hợp UMTS, WiMAX, WLAN
Căn cứ vào các thông số quyết định chuyển giao 
được phân tích ở Mục III.A, chúng tôi xây dựng 
mô hình phân cấp thuộc tính đánh giá theo hai mô 
hình như sau (Hình 4).
QUYẾT ĐỊNH CHUYỂN GIAO DỰA TRÊN NHIỀU THUỘC TÍNH TRONG MẠNG KHÔNG DÂY...
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG64 Số 2 (CS.01) 2016
Hình 4. Mô hình phân cấp với các tiêu chí cơ bản (a) 
 và có bổ sung tiêu chí E (b)
C. Bài toán
Cho hai mô hình truy nhập mạng được thể hiện 
trong Hình 4. Mô hình 4a không có tiêu chí tiết 
kiệm năng lượng E, trong khi đó mô hình 4b có 
thêm tiêu chí tiết kiệm năng lượng E. Vấn đề đặt 
ra là với các tiêu chí cơ bản QoS, S, C, B, D, J, L 
xem xét các mạng khác nhau khi có thêm tiêu chí E 
để đánh giá, so sánh và đưa ra quyết định lựa chọn 
mạng thích hợp nhất. Việc ra quyết định chuyển 
giao sẽ dựa trên cơ sở xếp hạng tiêu chí *ic từ cao 
xuống thấp, mạng có tiêu chí này lớn nhất sẽ được 
đề xuất lựa chọn. 
D. Các bước quyết định chuyển giao
Việc tính toán quyết định chuyển giao được thực 
hiện theo các bước sau đây:
Bước 1: Xây dựng bộ trọng số cho các tiêu chí 
đánh giá bằng cách áp dụng phương pháp FAHP 
theo các công thức (1), (2), (3).
Bước 2: Đánh giá xếp hạng nhằm chọn mạng tối 
ưu theo các mô hình đề xuất, sử dụng phương pháp 
TOPSIS theo các công thức (4), (5), (6),(7).
Bước 3: Ra quyết định chuyển giao.
IV. MÔ PHỎNG VÀ ĐÁNH GIÁ
A. Cơ sở dữ liệu tính toán
Dữ liệu bao gồm các giá trị tương ứng của các 
thuộc tính đánh giá B, D, J, L, S, C cho từng mạng 
UMTS, WiMAX và WLAN được cho như trong 
Bảng IV sau đây [9]: 
Bảng IV. Cơ sở dữ liệu tính toán
Các tiêu chí tiết kiệm năng lượng cho mỗi mạng 
[15] được cho trong Bảng V như sau:
Bảng V. Các tiêu chí tiết kiệm năng lượng
B. Các bước tính toán
Bước 1: Tính toán các bộ trọng số 
Trường hợp 1 (TH1): Xét các tiêu chí minh họa bởi 
Hình 4a. Các tiêu chí về QoS gồm băng thông B, 
trễ D, Jitter J và tỷ lệ thất lạc gói tin L xếp ở mức rất 
quan trọng; Tiêu chí bảo mật S ở mức quan trọng 
và tiêu chí chi phí C ở mức cực kỳ quan trọng. Ta 
có ma trận các cặp so sánh như sau (Bảng VI):
Bảng VI. Bảng tiêu chí (TH1)
Áp dụng phương pháp tính toán FAHP trên Excel, 
ta có kết quả như sau (Bảng VII)
Bảng VII. Bảng xếp hạng được chuẩn hóa
Đỗ Phương Nhung, Trần Đình Quế
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
Số 2 (CS.01) 2016 65
Vậy trọng số thu được trong trường hợp này là 
(Bảng VIII).
Bảng VIII. Trọng số tính toán theo mô hình 4a
Trường hợp 2 (TH2): Xét các tiêu chí minh họa bởi 
Hình 4b. Các tiêu chí về QoS gồm băng thông B, 
trễ D, Jitter J và tỷ lệ thất lạc gói tin L xếp ở mức rất 
quan trọng; Tiêu chí bảo mật S và tiêu chí chi phí 
C ở mức quan trọng; Tiêu chí tiết kiệm năng lượng 
E được đặt ở mức cực kỳ quan trọng. Ta có ma trận 
các cặp so sánh như sau Bảng IX. Áp dụng phương 
pháp tính toán FAHP trên Excel, ta có kết quả như 
sau ở Bảng X. Vậy trọng số thu được trong trường 
hợp này là bảng XI
Bảng IX. Bảng tiêu chí (TH2)
Bảng X. Bảng xếp hạng được chuẩn hóa (TH2)
Bảng XI. Trọng số tính toán theo mô hình 4b
Bước 2: Đánh giá xếp hạng 
Trường hợp 1: Xét các tiêu chí minh họa bởi Hình 
4a, các giá trị được tính như sau:
Bảng XII. Bảng giá trị tiêu chí (TH1)
Khi đó, ta có ma trận chuẩn hóa
và ma trận quyết định chuẩn hóa có trọng số
Kết quả tính toán cho Mô hình a cho ba loại mạng 
khác nhau được cho trong Bảng XIII.
Bảng XIII. Kết quả xếp hạng TH1
Trường hợp 2: Xét các tiêu chí minh họa bởi Hình 
4b, ta có bảng các giá trị như sau Bảng XIV:
Bảng XIV. Bảng giá trị các tiêu chí (TH2)
Khi đó ta có ma trận chuẩn hóa
và ma trận quyết định chuẩn hóa có trọng số
QUYẾT ĐỊNH CHUYỂN GIAO DỰA TRÊN NHIỀU THUỘC TÍNH TRONG MẠNG KHÔNG DÂY...
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG66 Số 2 (CS.01) 2016
Kết quả tính toán cho Mô hình b cho ba loại mạng 
khác nhau được cho trong Bảng XV.
Bảng XV. Kết quả xếp hạng TH2
Bước 3: Ra quyết định chuyển giao 
Theo kết quả đánh giá cho bởi Bảng XIII, với mô 
hình 4a không có tiêu chí tiết kiệm năng lượng thì 
thứ tự lựa chọn mạng tối ưu lần lượt là WLAN 
àUMTSàWiMAX. Theo kết quả đánh giá cho 
bởi Bảng XV, với mô hình 4b khi có thêm tiêu chí 
tiết kiệm năng lượng thì thứ tự lựa chọn mạng tối ưu 
lần lượt là WLAN àWiMAXàUMTS. Đồ thị so 
sánh 2 trường hợp được cho trong Hình 5.
Hình 5. Đồ thị so sánh hai mô hình 4a và 4b
C. Nhận xét và đánh giá
Bằng cách mô phỏng tương tự, khi cho các tham số 
của Bảng VI thay đổi ở ba mức giá trị là thấp nhất, 
trung bình và cao nhất, kết quả ứng với mô hình a 
và mô hình b được cho trong Hình 6, Hình 7. Từ 
đó, ta có các nhận xét như sau: 
Trong mô hình 4a: Tuy cùng một mức trọng số 
nhưng căn cứ vào các chỉ tiêu chất lượng tương 
ứng từng mạng, ta có thể có 3 kết quả lựa chọn 
khác nhau:
- Khi các tham số đánh giá ở mức giá trị thấp 
nhất thì thứ tự chọn mạng được khuyên dùng 
là: WLAN → WIMAX →UMTS
- Khi các tham số đánh giá ở mức giá trị trung 
bình thì thứ tự chọn mạng được khuyên dùng 
là: WLAN → UMTS → WIMAX 
- Khi các tham số đánh giá ở mức giá trị cao nhất 
thì thứ tự chọn mạng được khuyên dùng là: 
WLAN → UMTS → WIMAX. Tuy nhiên, sự 
khác biệt giá trị giữa mạng UMTS và WIMAX 
so với trường hợp trước là khoảng cách lớn 
hơn nhiều.
Mô hình 4b: Với cùng một mức trọng số như mô 
hình 4a, căn cứ vào các chỉ tiêu chất lượng tương 
ứng từng mạng, ta có thể thấy, có 3 kết quả lựa 
chọn khác nhau
- Khi các tham số đánh giá ở mức giá trị thấp 
nhất thì thứ tự chọn mạng được khuyên dùng 
là: WLAN → WIMAX → UMTS
- Khi các tham số đánh giá ở mức giá trị trung 
bình thì thứ tự chọn mạng được khuyên dùng là: 
WLAN → WIMAX →UMTS nhưng giá trị hai 
mạng WIMAX và UMTS xấp xỉ bằng nhau.
- Khi các tham số đánh giá ở mức giá trị cao nhất 
thì thứ tự chọn mạng được khuyên dùng là: 
WLAN → UMTS → WIMAX nhưng giá trị hai 
mạng WIMAX và UMTS xấp xỉ bằng nhau.
Hình 6. Kết quả đánh giá theo mô hình 4a
Đỗ Phương Nhung, Trần Đình Quế
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
Số 2 (CS.01) 2016 67
Hình 7. Kết quả đánh giá theo mô hình 4b
V. KẾT LUẬN
Việc lựa chọn mạng tối ưu là yêu cầu quan 
trọng để giúp nâng cao hiệu suất chuyển giao 
trong mạng không dây không thuần nhất.
Trong bài báo này, chúng tôi đã xem xét kết 
hợp tiêu chí tiết kiệm năng lượng cùng với 
các tiêu chí khác để đánh giá các mạng khi 
quyết định chọn lựa mạng trong quá trình 
chuyển giao. Dự kiến trong thời gian tới, 
chúng tôi sẽ nghiên cứu giải pháp sử dụng 
các thiết bị có vùng phủ sóng hiệu quả trong 
các mạng không thuần nhất tiên tiến như 
Femtocell, Femto-LTE... để cải thiện hiệu 
suất chuyển giao và chất lượng cuộc gọi. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Muhammad Farooq, Muhammad Ishtiaq 
Ahmed, Usman M Al. Future Generations of 
Mobile Communication Networks. Academy 
of Contemporary Research Journal, 2 (Issue 1) 
(2013) pp. 24-30 
[2] F. Zhu and J. MacNair, Optimizations for 
Vertical Handoff Decision Algorithms, in Proc. 
IEEE WCNC’04, Atlanta, GA, (2004).
[3] W. Chen and Y. Shu, Active Application Oriented 
Vertical Handoff in Next Generation Wireless 
Networks, in Proc. IEEE WCNC’05, New 
Orleans, LA, (2005).
[4] W. Zhang, Handover Decision Using Fuzzy 
MADM in Heterogeneous Networks, in Proc. 
IEEE WCNC’04, Atlanta, GA, (2004).
[5] Q. Song and A. Jamalipour, A Network 
Selection Mechanism for Next Generation 
Networks, in Proc. IEEE ICC’05, Seoul, 
Korea, (2005).
[6] Bhuvaneswari, Dr. E. George Dharma Prakash 
Raj, An Overview of Vertical Handoff Decision 
Making Algorithms, I. J. Computer Network 
and Information Security, 
press.org/ijcnis/ijcnis-v4-n9/IJCNIS-V4-N9-7.
pdf , (9) (2012) pp. 55-62.
[7] Manoj Sharma, Multi Attribute Decision 
Making Techniques, International Journal 
of Research in Management, Science & 
Technology, 1 (1)( 2013) 
[8] Enrique Stevens-Navarro and Vincent W.S. 
Wong, Comparison between Vertical Handoff 
Decision Algorithms for Heterogeneous 
Wireless Networks, (2005)
[9] Lahby Mohamed, Cherkaoui Leghris and Adib 
Abdellah, Network Selection Decision Based on 
Handover History in Heterogeneous Wireless 
Networks, IJCST, 3 (2) (2012) pp.21-25 
[10] Maroua Drissi, Mohammed Oumsis, Multi-
Criteria Vertical Handover Comparison 
betweenWimax and Wifi, Information ISSN 
2078-2489, 6 (2015) pp. 399-410 
[11] Jureen Thor, Siew-Hong Ding, Shahrul 
Kamaruddin. Comparison of Multi Criteria 
Decision Making Methods From The 
Maintenance Alternative Selection Perspective, 
The International Journal Of Engineering And 
Science (IJES), 2 (6) (2013) pp. 27-34.
[12] Oliver Blume, Dietrich Zeller, Ulrich Barth, 
Approaches to Energy Efficient Wireless 
Access Networks, (2010). 
[13]. Rajiv Chechi, Dr.Rajesh Khanna, QoS Support 
in Wi-Fi, WiMAX & UMTS Technologies, 
IJECT, 2(3) (2011) 
[14] Thomas L. Saaty, Decision making with the 
analytic hierarchy process, Int. J. Services 
Sciences, 1 (1) (2008). 
QUYẾT ĐỊNH CHUYỂN GIAO DỰA TRÊN NHIỀU THUỘC TÍNH TRONG MẠNG KHÔNG DÂY...
Tạp chí KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG68 Số 2 (CS.01) 2016
[15] Ashwin Kamble, Smith Khare, Shubhrant 
Jibhkate, Amutha Jeyakumar, Energy 
and Traffic Aware Vertical Handoff in 
Heterogeneous Wireless Network, International 
Journal of Advanced Research in Computer 
and Communication Engineering, 4 (6) (2015).
HANDOVER DECISION MAKING 
BASED ON MULTIPLE ATTRIBUTES 
IN HETEROGENEOUS WIRELESS 
NETWORKS
Abstract: This paper presents a methodused to 
make decision in handover based on multiple 
attributes to analyze and evaluate the results 
of selection of the optimal target network for 
transferring in heterogeneous wireless networks. 
The focus is on the combination of the fuzzy 
method FAHP to define weights of the criteria and 
TOPSIS method to make decision in selecting the 
network. A model with energy efficientis compared 
with other models with only the basic criteria of 
QoS, security, and cost in transfer deision making. 
Our experimental results indicate that with the 
same set of parameters, additional energy efficient 
will result in selecting the better access network.
Keyword: Making decision, Heterogeneous 
wireless network, Handover,QoS, Energy Efficient.
Đỗ Phương Nhung, Nhận học vị 
Thạc sỹ năm 2010. Hiện công tác 
tại Trường Cao đẳng Điện tử - Điện 
lạnh Hà Nội. Lĩnh vực nghiên cứu: 
Kỹ thuật chuyển giao trong mạng 
không dây tiên tiến; Markov Chain; 
Petri nets.
Trần Đình Quế, Nhận học vị Tiến 
sỹ năm 2000. Hiện công tác tại 
Học viện Công nghệ Bưu chính 
Viễn thông. Lĩnh vực nghiên cứu: 
khai phá dữ liệu, khai phá web, 
mạng không dây.