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Learning Wi-Fi Connection Loss Predictions for Seamless Vertical Handovers Using Multipath TCP

Höchst, Jonas ; Sterz, Artur ; Frömmgen, Alexander ; Stohr, Denny ; Steinmetz, Ralf ; Freisleben, Bernd (2019)
Learning Wi-Fi Connection Loss Predictions for Seamless Vertical Handovers Using Multipath TCP.
The 44th IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN 2019). Osnabrück, Germany (Oct 14-17, 2019)
Konferenzveröffentlichung, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

We present a novel data-driven approach to perform smooth Wi-Fi/cellular handovers on smartphones. Our approach relies on data provided by multiple smartphone sensors (e.g., Wi-Fi RSSI, acceleration, compass, step counter, air pressure) to predict Wi-Fi connection loss and uses Multipath TCP to dynamically switch between different connectivity modes. We train a random forest classifier and an artificial neural network on real-world sensor data collected by five smartphone users over a period of three months. The trained models are executed on smartphones to reliably predict Wi-Fi connection loss 15 seconds ahead of time, with a precision of up to 0.97 and a recall of up to 0.98. Furthermore, we present results for four DASH video streaming experiments that run on a Nexus 5 smartphone using available Wi-Fi/cellular networks. The neural network predictions for Wi-Fi connection loss are used to establish MPTCP subflows on the cellular link. The experiments show that our approach provides seamless wireless connectivity, improves quality of experience of DASH video streaming, and requires less cellular data compared to handover approaches without Wi-Fi connection loss predictions.

Typ des Eintrags: Konferenzveröffentlichung
Erschienen: 2019
Autor(en): Höchst, Jonas ; Sterz, Artur ; Frömmgen, Alexander ; Stohr, Denny ; Steinmetz, Ralf ; Freisleben, Bernd
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Learning Wi-Fi Connection Loss Predictions for Seamless Vertical Handovers Using Multipath TCP
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: Oktober 2019
Veranstaltungstitel: The 44th IEEE Conference on Local Computer Networks (LCN 2019)
Veranstaltungsort: Osnabrück, Germany
Veranstaltungsdatum: Oct 14-17, 2019
Zugehörige Links:
Kurzbeschreibung (Abstract):

We present a novel data-driven approach to perform smooth Wi-Fi/cellular handovers on smartphones. Our approach relies on data provided by multiple smartphone sensors (e.g., Wi-Fi RSSI, acceleration, compass, step counter, air pressure) to predict Wi-Fi connection loss and uses Multipath TCP to dynamically switch between different connectivity modes. We train a random forest classifier and an artificial neural network on real-world sensor data collected by five smartphone users over a period of three months. The trained models are executed on smartphones to reliably predict Wi-Fi connection loss 15 seconds ahead of time, with a precision of up to 0.97 and a recall of up to 0.98. Furthermore, we present results for four DASH video streaming experiments that run on a Nexus 5 smartphone using available Wi-Fi/cellular networks. The neural network predictions for Wi-Fi connection loss are used to establish MPTCP subflows on the cellular link. The experiments show that our approach provides seamless wireless connectivity, improves quality of experience of DASH video streaming, and requires less cellular data compared to handover approaches without Wi-Fi connection loss predictions.

Fachbereich(e)/-gebiet(e): 18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Datentechnik
18 Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik > Institut für Datentechnik > Multimedia Kommunikation
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio)
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1053: MAKI – Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1053: MAKI – Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet > A: Konstruktionsmethodik
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1053: MAKI – Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet > A: Konstruktionsmethodik > Teilprojekt A3: Migration
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1053: MAKI – Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet > B: Adaptionsmechanismen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1053: MAKI – Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet > B: Adaptionsmechanismen > Teilprojekt B3: Adaptionsökonomie
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1053: MAKI – Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet > C: Kommunikationsmechanismen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1053: MAKI – Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet > C: Kommunikationsmechanismen > Teilprojekt C2: Informationszentrische Sicht
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1053: MAKI – Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet > C: Kommunikationsmechanismen > Teilprojekt C3: Inhaltszentrische Sicht
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1053: MAKI – Multi-Mechanismen-Adaption für das künftige Internet > C: Kommunikationsmechanismen > Teilprojekt C5: Kontextzentrische Sicht
Hinterlegungsdatum: 29 Aug 2019 13:35
Letzte Änderung: 29 Aug 2019 13:35
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