WLAN-WiBro 이종 네트워크에서 Fast Base Station Switching을 이용한 Vertical Handover 기법
Vertical Handover Scheme utilizing Fast Base Station Switching in WLAN-WiBro Heterogeneous Networks
- 주제(키워드) Vertical handover , WLAN , WiBro
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 홍대형
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000044926
- 본문언어 한국어
초록/요약
본 논문에서는 WLAN과 WiBro 통합 네트워크에서 단말이 WLAN에서 WiBro로 핸드오버를 수행할 때 소요되는 시간을 줄이기 위한 Vertical Handover (VHO) 기법을 제안한다. 제안된 기법에서는 WiBro 시스템에서 빠른 핸드오버를 위하여 사용되는 Fast Base Station Switching (FBSS)을 통합 네트워크의 VHO에 적용한다. FBSS를 적용한 VHO 수행을 위하여 WLAN에 연결된 단말은 VHO 수행 시점 이전에 목표 WiBro 기지국에 등록하여 기존 VHO 과정에서 필요한 목표 네트워크 진입 과정을 미리 수행한다. 목표 WiBro 기지국에 등록한 단말은 VHO 수행 시점 이전에 목표 WiBro 기지국에 대하여 시간 동기를 맞추고 송신 전력을 조절한다. 단말이 VHO를 수행하는 경우, 목표 WiBro 기지국은 이미 등록되어 있는 단말에게 특정 프레임의 무선 자원을 할당하고 단말은 할당 받은 무선 자원에 대역폭 요청 메시지를 전달하여 WLAN에서 WiBro로 VHO를 빠르게 수행할 수 있다. 제안된 기법의 성능을 분석하기 위하여 모의 실험을 수행하였다. 성능 분석 지표로는 단말이 서빙 네트워크와 연결을 끊고 목표 네트워크에 데이터를 전송하기까지 걸리는 시간을 VHO 지연 시간으로 도출하였다. 모의 실험 결과 제안된 VHO 기법을 이용하는 경우 기존 기법에 비해 VHO 지연 시간이 최대 37.30ms에서 3.06ms로 약 91.8% 감소하였다. 이를 통하여 제안된 VHO 기법이 WLAN에서 WiBro로 VHO 지연 시간을 줄이는데 효과적인 것을 확인하였다.
more초록/요약
In this paper, we propose a Vertical Handover (VHO) scheme to reduce time during handover execution from wireless local area network (WLAN) to WiBro in WLAN-WiBro heterogeneous networks. In the proposed scheme, the fast base station switching (FBSS) that is used in a WiBro system for fast handover is adapted for VHO scheme in WLAN-WiBro heterogeneous networks. Before executing the proposed VHO scheme adapted from FBSS, a mobile station (MS) connected to WLAN registers with a target WiBro base station (BS). This registration is used for traditional VHO scheme. In order to synchronize target WiBro BS and adjust transmission power before executing VHO, the MS registered with both networks tries to connect to the target WiBro BS. The target WiBro BS allocates an uplink radio resource to the MS which was registered before and the MS sends a bandwidth request message to the target WiBro BS using own allocated bandwidth when a VHO is carried out. The MS can execute a link switching from WLAN AP to WiBro BS quickly using these procedures. The proposed VHO scheme and traditional VHO scheme ware simulated to evaluate the performance. As a performance measure, a VHO latency which is the time gap between the point of disconnecting serving WLAN AP and the point of sending data to the target WiBro BS is used. The result shows that the proposed VHO scheme utilizing FBSS can reduce handover latency from 37.30ms to 3.06ms about 91.8% compared with traditional VHO scheme. Therefore we confirm that the proposed VHO scheme is an effective method to reduce VHO latency from WLAN to WiBro network.
more목차
I. 서론 = 1
II. FBSS를 이용한 VHO 기법 = 4
2.1 빠른 VHO를 위한 기존 연구 현황 = 4
2.2 WiBro 네트워크 진입 절차 = 6
2.3 WiBro 시스템의 핸드오버 = 8
2.3.1 WiBro 시스템의 핸드오버 절차 = 8
2.3.2 WiBro 시스템에서 사용되는 핸드오버의 종류 = 12
2.3.3 FBSS 수행 절차 = 14
2.4 FBSS를 적용한 WLAN에서 WiBro의 VHO 기법 = 16
2.4.1 FBSS를 이종 네트워크에 적용하기 위해 고려하는 사항 = 16
2.4.2 FBSS를 이용한 WLAN에서 WiBro로 VHO 기법 = 17
2.4.3 기존 FBSS와 제안된 기법의 FBSS 절차 비교 = 21
III. 모의실험 환경 = 23
3.1 모의실험 환경 = 23
3.1.1 WiBro 기지국 및 WLAN AP 배치 모델 = 23
3.1.2 전자파 모델 = 24
3.1.3 트래픽 모델 = 26
3.2 모의실험 수행 모델 = 27
3.2.1 모의실험 수행 파라미터 = 28
3.2.2 모의실험 흐름도 = 30
3.3 성능 분석 지표 = 31
3.3.1 네트워크 진입 시간 = 31
3.3.2 VHO 지연 시간 = 32
3.4 모의 실험에서 적용한 가정 = 33
IV. 제안된 기법을 적용한 VHO 절차 결과 = 35
4.1 VHO 절차 1: WLAN에서 발생한 단말의 VHO 절차 = 35
4.1.1 기존 VHO 기법을 이용하는 단말의 VHO 절차 = 36
4.1.2 VHO 절차 1: FBSS를 이용한 VHO 절차 = 37
4.2 VHO 절차 2: WiBro에서 발생한 단말의 VHO 절차 = 38
4.2.1 기존 VHO 기법을 이용하는 VHO 절차 = 38
4.2.2 VHO 절차 2: FBSS를 이용한 VHO 절차 = 39
4.3 VHO 절차 3: WiBro에서 발생한 단말의 VHO 절차 = 40
4.3.1 기존 VHO 기법을 이용하는 VHO = 40
4.3.2 VHO 절차 3: FBSS를 이용한 VHO 절차 = 41
V. 제안된 VHO 기법의 성능 분석 결과 = 44
5.1 WiBro 네트워크 등록 시간 = 44
5.2 VHO 지연 시간 = 46
VI. 결론 = 49
參考文獻 = 52
그림차례
그림 1- 1 WLAN-WiBro heterogeneous 네트워크 = 2
그림 2- 1 Takeover 수행 절차 = 5
그림 2- 2 WiBro 네트워크 진입 과정 = 7
그림 2- 3 WiBro 프레임에서 레인징 심볼의 위치 = 9
그림 2- 4 Contention-based 레인징 과정 = 10
그림 2- 5 단말의 요청에 의해 수행되는 scanning, association procedure = 11
그림 2- 6 WiBro 핸드오버 과정 = 12
그림 2- 7 awake/sleep/idle mode 변환 과정 = 13
그림 2- 8 diversity set update 과정 = 14
그림 2- 9 WiBro 네트워크에서 FBSS 의 수행 = 15
그림 2- 10 FBSS 를 적용한 VHO 기법 = 17
그림 2- 11 등록 파라미터를 이용한 WiBro 등록 절차 = 18
그림 2- 12 MIH 서버를 이용한 WiBro 기지국 정보 수신 = 19
그림 2- 13 WiBro 기지국에 대한 대역폭 요청 메시지 전달 = 20
그림 2- 14 기존 FBSS 와 제안된 기법에서 적용한 FBSS 동작 과정의 차이 = 21
그림 3-1 WiBro 기지국, WLAN AP 설치 = 24
그림 3-2 CBR 모델의 packet trace = 26
그림 3- 3 모의 실험 flow chart = 30
그림 4- 1 VHO 절차 1: WLAN 에서 발생한 단말의 VHO = 35
그림 4- 2 WLAN 에서 발생한 단말의 기존 VHO 절차 = 36
그림 4- 3 VHO 절차 1: WLAN 에서 발생한 단말의 VHO 절차 = 37
그림 4- 4 VHO 절차 2: WiBro 에서 발생한 단말의 VHO = 39
그림 4- 5 VHO 절차 2: WiBro 에서 발생한 단말의 VHO 절차 = 39
그림 4- 6 VHO 절차 3: WiBro 에서 발생한 단말의 VHO = 41
그림 4- 7 VHO 절차 3: WiBro 에서 발생한 단말의 VHO 절차 = 42
그림 5- 1 WiBro 네트워크 등록 시간 = 45
그림 5- 2 VHO 지연 시간 = 47
표차례
표 3- 1 CBR VoIP 모델의 parameters = 27
표 3- 2 VoIP 모델에 적용된 codec 형식 = 27
표 3- 3 WiBro 시스템에 적용한 파라미터 = 29
표 3- 4 WLAN 에 적용한 파라미터 = 29
표 4- 1 단말 위치에 따른 diversity set 의 구성 = 43
