Evaluation of Heterogeneous House Networks with Interval Type-2 Fuzzy AHP and TOPSIS Methods

Year 2020, , 411 - 421, 30.10.2020

Serkan Ballı , Ecem Dikmen

https://doi.org/10.17671/gazibtd.700104

Cited By: 2

Abstract

With the recent developments in the IT sector, the performance of network technologies offered to home users has been continuously increasing. With this increase, internet services in home networks that are presented using different features and infrastructures are becoming more heterogeneous. In an environment where all networks are considered to be available, using the most efficient network service according to the needs of users is a complex optimization problem. The selection of an access network that will provide the most useful service in terms of the purpose to be used and which will be needed in terms of all qualitative and quantitative criteria is a multi-criteria decision making problem with uncertainty. In this study, in order to better model this uncertainty, interval type-2 fuzzy AHP and interval type-2 fuzzy TOPSIS methods are used separately and compared. Criteria used in the study; delay, packet loss, jitter, cost, total bandwidth, and available bandwidth. Then, five different networks, ADSL, FiberNet, Cable network, PLC and 3G, are evaluated according to these criteria. Successful results are obtained with the application of AHS and TOPSIS methods by using Type-2 fuzzy sets and a clearer separation of the alternatives is achieved.

Keywords

Interval Type-2 fuzzy set, Fuzzy Logic, TOPSIS, Analytic hierarchy process, Heterogeneous network selection

Heterojen Ev Ağlarının Aralık Tip-2 Bulanık AHS ve TOPSIS Yöntemleri ile Değerlendirilmesi

Abstract

Son zamanlarda bilişim sektöründeki gelişmelerle birlikte, ev kullanıcılarına sunulan ağ teknolojilerinin performansları sürekli artış göstermektedir. Bu artış ile farklı özellik ve altyapıları kullanılarak sunulan ev ağlarındaki internet hizmeti gittikçe daha heterojen hale gelmektedir. Tüm ağların var olarak kabul edildiği bir ortamda, kullanıcıların ihtiyaçlarına göre en verimli ağ hizmetini kullanması karmaşık bir optimizasyon problemidir. Kullanılacak amaç doğrultusunda, kullanıcının ihtiyaç duyacağı ve tüm nitel ve nicel kriterler açısından en yararlı hizmeti sunacak erişim ağının seçilmesi, belirsizlik içeren çok kriterli bir karar verme problemidir. Bu çalışmada, bu belirsizliği daha iyi modelleyebilmek için aralık tip-2 bulanık AHS ve aralık tip-2 bulanık TOPSIS yöntemleri ayrı ayrı kullanılmış ve kıyaslanmıştır. Çalışmada kullanılan kriterler; gecikme, paket kaybı, seğirme, maliyet, toplam bant genişliği ve kullanılabilir bant genişliği olarak belirlenmiştir. Daha sonra ADSL, FiberNet, Kablonet, PLC ve 3G olmak üzere beş farklı ağ, bu kriterlere göre değerlendirilmiştir. Tip-2 bulanık kümeler kullanılarak AHS ve TOPSIS yöntemlerinin uygulanması ile başarılı sonuçlar elde edilmiş ve alternatiflerin daha net ayrışması sağlanmıştır.

Keywords

Aralık Tip-2 bulanık küme, Bulanık Mantık, TOPSIS, Analitik hiyerarşi süreci, Heterojen ağ seçimi

References

• F. Bari, V. Leung, “Automated Network Selection in a Heterogeneous Wireless Network Environment”, IEEE Network, 21(1), 34-40, 2007.
• S. Ballı, Fuzzy çok kriterli karar verme ve basketbolda oyuncu seçimine uygulaması, Yüksek Lisans Tezi, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2005.
• M. Eminov, S. Ballı, “Karmaşık problemler için belirsizlik altinda çok kriterli bulanik karar verme”. Yöneylem Araştırması/Endüstri Mühendisliği–XXIV. Ulusal Kongresi, Adana, Türkiye, 15-18, 2004.
• S. Ballı, Melez Zeki Karar Destek Sistemlerinin Tasarımı ve Gerçekleştirimi. Doktora Tezi, Ege Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010.
• Y. Bai., Z.S. Roth. Classical and Modern Controls with Microcontrollers: Design, Implementation and Applications, Springer, Cham, Switzerland 2019.
• M. Öztürk, T. Paksoy, M. Öztürk, “Aralık Tip-2 Bulanık Mantık Yönteminin Tedarikçi Seçiminde Kullanımının Önemi Üzerine Bir Araştırma”. Türkiye Bilişim Vakfı Bilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Dergisi, 10(2), 1-18, 2017.
• H.J. Wang, R.H. Katz, J. Giese, “Policy-Enabled Handoffs Across Heterogeneous Wireless Networks”, Proceedings of IEEE Mobile Computing Systems and Applications, 51-60, 1999.
• E. Alexandri, G. Martinez, D. Zeghlache, “Adaptive Joint Call Admission Control and Access Network Selection for Multimedia Wireless Systems”, Proceedings of 5th International Symposium on Wireless Personal Multimedia Communications, Hawaii, ABD, 27-30 October, 2002.
• L. Wang, D. Binet. “MADM-based Network Selection in Heterogeneous Wireless Networks: A Simulation Study”, 1st International Conference on Wireless Communication, Vehicular Technology, Information Theory and Aerospace & Electronic Systems Technology, Aalborg, Denmark, 17-20 May, 2009.
• A.T. Macriga, A.P. Kumar, “Mobility Management for Seamless Flow of Information in Wireless Networks”, European Journal of Scientific Research, 52(2), 147-155, 2011.
• P. TalebiFard, V.C.M. Leung. “A Dynamic Context-Aware Access Network Selection for Handover in Heterogeneous Network Environments”, IEEE Conference on Computer Communications Workshops, Shanghai, China, 10-15 April, 2011.
• M. Tüker, Heterojen bilgisayar ağları için zeki seçim sistemleri geliştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013.
• D. Koçak, Y.E. Çoğurcu, “Network Modeli İle Ağ Analizi İçin Çok Kriterli Karar Verme Yöntemleriyle Karşılaştırmalı Çözüm”, Gazi İktisat ve İşletme Dergisi,1(1), 1-42, 2015.
• M. Drissi, M. Oumsis, D. Aboutajdine “A fuzzy ahp approach to network selection improvement in heterogeneous wireless networks”, International Conference on Networked Systems, Cham, May 2016.
• V. Sasirekha, C. Chandrasekar, M. Ilangkumaran, “Heterogeneous wireless network vertical handoff decision using hybrid multi-criteria decision-making technique”, International Journal of Computational Science and Engineering, 10(3), 263-280, 2015.
• S. Kunarak, R. Sulessathira, “Multi-criteria Vertical Handoff Decision Algorithm for Overlaid Heterogeneous Mobile IP Networks”, Journal of the Franklin Institute, 357(10), 6321-6351, 2020.
• K. Kumar, M. S. Gupta. Smart Computational Strategies: Theoretical and Practical Aspects. Springer, Singapore. 2019.
• S. Qutub, T. Anjali, “Network Assisted Network Selection.”, IEEE 2012 International Conference on Electro/Information Technology, Indianapolis, ABD, 6-8 May 2012.
• S. Ballı, M. Tüker, “A Fuzzy Multi-Criteria Decision Analysis Approach for the Evaluation of the Network Service Providers in Turkey”, Intelligent Automation & Soft Computing, 24(4), 693-699, 2018.
• İnternet: Bilgi Teknolojileri ve İletişim Kurumu, Pazar Verileri, https://www.btk.gov.tr/pazar-verileri, 03.03.2020.
• J.A.C. Bingham. ADSL VDSL and multicarrier Modulation. Wiley, New York, A.B.D., 2000.
• A.S. Tanenbaum. Computer networks. Prentice Hall, New Jersey, A.B.D., 2003.
• İnternet: F. Işıkdoğan, Powerline Communication. http://www.isikdogan.com/turkce-blog/powerline-communication.html, 03.03.2020.
• Z. YanHua, M. WeiZhe, “The Design of Cable Television IP Access Network Based on Hot Standby Router Protocol”, International Conference on Image Analysis and Signal Processing, Hangzhou, China, 9-11 Nov, 2012.
• W. Lehr, L.W. McKnight, “Wireless internet access: 3G vs. WiFi?”, Telecommunications Policy, 27(5-6), 351-370, 2003.
• B.A. Forouzan. Data communications and networking. McGraw-Hill Education, New York, A.B.D., 2007.
• R.L. Carter, M.E. Crovella, “Measuring bottleneck link speed in packet-switched networks”, Performance Evaluation, 27(4), 297-318, 1996.
• J. J. Buckley, “Fuzzy hierarchical analysis”, Fuzzy sets and systems, 17(3), 233-247, 1985.
• C. Kahraman, B. Öztayşi, İ.U. Sarı, E. Turanoğlu, “Fuzzy analytic hierarchy process with interval type-2 fuzzy sets”, Knowledge-Based Systems, 59, 48-57, 2014.
• C. Kahraman, S. Cevik, B. Oztaysi, “Fuzzy Multicriteria Decision-Making: A Literature Review”, International Journal of Computational Intelligence Systems, 8(4), 637-666, 2015.
• S. Balli, M. Yilmaz, “Multi-criteria usability evaluation of symmetric data encryption algorithms in fuzzy environment”, SN Applied Sciences, 2(8), 1393, 2020.
• S.M. Chen, L.W. Lee, “Fuzzy multiple attributes group decision-making based on the interval type-2 TOPSIS method”, Expert Systems with Applications, 37(4), 2790-2798, 2010.
• S. Ballı, B. Karasulu, A. Uğur, S. Korukoğlu, “Basketbolda oyuncu seçimi için sinirsel-bulanık karar destek sistemi”, İTÜ Dergisi/d Mühendislik, 8(1), 15-25, 2009.